Die Polysulfid-Luft-Redox-Flow-Batterie. Imperial College London
Ein neues Batteriedesign könnte eine kostengünstigere langfristige Energiespeicherung ermöglichen, eine Presseerklärung vom Imperial College London enthüllt.
Das Imperial-Team aus Ingenieuren und Chemikern hat eine Polysulfid-Luft-Redox-Flow-Batterie PSA RFB mit zwei Membranen entwickelt.
Dieses Doppelmembrandesign bietet eine Problemumgehung für einige der Probleme mit PSA RFB, was bedeutet, dass es verwendet werden könnte, um überschüssige erneuerbare Energie für lange Zeiträume zu speichern.
Die Forscher, die ihre Ergebnisse im veröffentlicht haben Tagebuch Naturkommunikation, detailliert, wie sie nach einer Alternative zum Elektrolyten Vanadium suchten, das in herkömmlichen Redox-Flow-Batterien verwendet wird, das normalerweise teuer ist und hauptsächlich aus China oder Russland bezogen wird.
Zunächst entschieden sie sich, eine Flüssigkeit, Polysulfid, als einen Elektrolyten und ein Gas, Luft, als den anderen zu verwenden. Ihre Polysulfid-Luft-Batterien waren jedoch durch die Tatsache begrenzt, dass keine Membran die chemischen Reaktionen am ermöglichen konnteGleichzeitig wird verhindert, dass der flüssige Elektrolyt in den anderen Teil der Zelle übergeht.
„Wenn das Polysulfid in die Luftseite übergeht, dann verliert man Material von einer Seite, was die dort stattfindende Reaktion verringert und die Aktivität des Katalysators auf der anderen hemmt“, sagte Dr. Mengzheng Ouyang vom Imperial College, der daran arbeiteteder Studie: „Dadurch sinkt die Leistung der Batterie – das war also ein Problem, das wir lösen mussten.“
Ein alternativer Ansatz zur langfristigen Energiespeicherung
Die Forscher entwickelten einen alternativen Ansatz, bei dem zwei Membranen verwendet wurden, um das Polysulfid und die Luft zu trennen, die eine Lösung aus Natriumhydroxid zwischen beiden Teilen der Zelle enthielt. Alle Materialien sind billig und weit verbreitet, sagte das Team dortist immer noch Raum für Experimente, um nach noch billigeren Materialien zu suchen, die die gleiche Aufgabe erfüllen würden.
In ihren Experimenten fand das Imperial-Team heraus, dass ihre Polysulfid-Luft-Redox-Flow-Batterie bis zu 5,8 Milliwatt pro Quadratzentimeter lieferte, während die Energiekosten – der Preis des Speichermaterials im Vergleich zur gespeicherten Energiemenge – so berechnet wurdenungefähr 2,5 $ pro Kilowattstunde. Die Stromkosten – die Lade- und Entladerate im Vergleich zum Materialpreis – betrugen etwa 1.600 $ pro Kilowatt. Obwohl dies für eine Langzeitspeicherung zu hoch ist, glaubten die Forscher, dass sie dazu in der Lage sein würdendie Stromkosten erheblich verbessern.
„Um dies für die Speicherung im großen Maßstab kostengünstig zu machen, wäre eine relativ bescheidene Verbesserung der Leistung erforderlich“, sagte Professor Nigel Brandon, der ebenfalls an dem Projekt arbeitete. Dies könnte „durch Änderungen am Katalysator gesteigert werdenseiner Aktivität oder durch weitere Verbesserungen der verwendeten Membranen."
Die Arbeit des Imperial-Teams erfüllt einen dringenden Bedarf an neuen Formen der Energiespeicherung, während die Welt nach dem in eine Ära der erneuerbaren Energien übergeht. neuester Bericht des IPCC, der vor schlimmen Folgen warnt, wenn nicht die erforderlichen Schritte unternommen werden, um den globalen CO2-Fußabdruck der Menschheit drastisch zu reduzieren.