Harvard-Forscher haben eine neue Durchflussbatterie entwickelt, die organische Strukturen für die Stromversorgung verwendet. Der Prozess führt zu einem viel sichereren Batterietyp, der nicht giftig ist und nicht korrodiert.
Das Forschungsteam der John A. Paulson School für Ingenieurwissenschaften und angewandte Wissenschaften SEAS löst die organischen Moleküle in Wasser mit neutralem pH-Wert auf. Durchflussbatterien Verwenden Sie Komponenten aus separaten Tanks. Diese Chemikalien lösen sich in ihren jeweiligen Tanks auf. Sie interagieren dann entlang einer Membran, die den Ionenaustausch und damit den elektrischen Strom erzeugt. Roy Gordon, Professor an den Abteilungen Chemie und Materialwissenschaften, sagte derDie Verwendung von Wasser spielt eine entscheidende Rolle in ihrer Durchflussbatterie.
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"Da wir die Elektrolyte in neutralem Wasser auflösen konnten, ist dies eine langlebige Batterie, die Sie in Ihren Keller legen können", sagte GordonDa das Medium nicht korrosiv ist, können Sie billigere Materialien verwenden, um die Komponenten der Batterien wie Tanks und Pumpen zu bauen. "
Das Wasser spielt in der Durchflussbatterie nur eine geringe Rolle. Anstelle herkömmlicher Metallionen verwendete das Team Chinone - Moleküle, die in Pflanzen und Tieren vorkommen. Sie werden typischerweise aus aromatischen Verbindungen wie Benzol gewonnen. Die Forscher stützten sich auf frühere Forschungen und beobachteten Vitamin B2, das bei der Energiespeicherung hilft. Michael Aziz, einer der führenden Forscher, sagte dies sehr wenigmusste für die neue Batterie angepasst werden.
[Bildquelle : Kaixiang Lin / Harvard SEAS ]
"Mit nur wenigen Änderungen am ursprünglichen B2-Molekül wird diese neue Gruppe von Molekülen zu einem guten Kandidaten für Batterien mit alkalischem Durchfluss." sagte Aziz. "Sie haben eine hohe Stabilität und Löslichkeit und bieten eine hohe Batteriespannung und Speicherkapazität. Da Vitamine bemerkenswert einfach herzustellen sind, könnte dieses Molekül in großem Maßstab zu sehr geringen Kosten hergestellt werden."
Kaixiang Lin, Erstautor der Studie sagte das Team betrachtete "ungefähr eine Million verschiedene Chinone".
Gordon sagte, der Erfolg komme von der Natur und die Natur verdient die Anerkennung :
"Wir haben diese Moleküle so entwickelt, dass sie den Anforderungen unserer Batterie entsprechen, aber es war wirklich die Natur, die diesen Weg zur Speicherung von Energie angedeutet hat. Die Natur hat ähnliche Moleküle entwickelt, die für die Speicherung von Energie in unserem Körper sehr wichtig sind."
Einer der besten Vorteile des Projekts liegt in der Lebensdauer der Batterie. Michael Aziz, einer der führenden Forscher, sagte, dass die Durchflussbatterie fast alle wichtigen Wettbewerber überdauert. Harvard-Batterie verliert nur ein Prozent seiner Kapazität pro 1.000 Zyklen.
"Lithium-Ionen-Batterien überleben nicht einmal 1000 vollständige Lade- / Entladezyklen", sagte Aziz.
Diese Durchflussbatterie könnte auch die Kosten erheblich senken. Das US-Energieministerium befürwortete ein Ziel von 100 USD pro kWh. Dies sollte den Wettbewerb unter den Forschern fördern, um von den traditionellen Energien abzuweichen.
Weitere Informationen zu Durchflussbatterien finden Sie auch in diesem Video von SEAS Harvard unten :
Das Papier wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Naturenergie .
Via SEAS Harvard