ایجاد تحول در ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدید پذیر

گروهی از دانشمندان آمریکایی موفق به ساخت نوع جدیدی از باتری‌ها شده‌اند که طول عمری بیش از ۱۰ سال داشته و می‌تواند ظرفیت ذخیره‌ی انرژی‌های تجدید پذیر را افزایش بدهد.

وب سایت سایبربان: گروهی از دانشمندان آمریکایی موفق به ساخت نوع جدیدی از باتری‌ها شده‌اند که طول عمری بیش از ۱۰ سال داشته و می‌تواند ظرفیت ذخیره‌ی انرژی‌های تجدید پذیر را افزایش بدهد.

ایجاد تحول در ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدید پذیر

دانشمندان دانشگاه هاروارد آمریکا به تازگی اعلام کرده‌اند موفق به ساخت نوع جدیدی از باتری‌ها با طول عمر بیش از ۱۰ سال شده‌اند که میزان عملکرد آن در طول این مدت با کاهش بسیار کمی همراه خواهد بود. آن‌ها توضیح دادند اگر این طرح به نتیجه‌ی نهایی برسد، تغییر بزرگی در ذخیره انرژی به وسیله‌ی انرژی‌های تجدید پذیر به وجود خواهد آمد.

طرح مذکور توسط میشل عزیز (Michael Aziz) و روی گاردان (Roy Gordon) از دانشگاه هاروارد رهبری شده و از آن به عنوان «جریان اکسایش و کاهش باتری» (redox flow battery)، یاد می‌کنند. روش ایجاد شده توسط این افراد نوعی ذخیره‌سازی انرژی در مخازن مایع است؛ بنابراین نمی‌توان در آینده‌ی نزدیک از آن برای تأمین انرژی باتری تلفن‌های هوشمند استفاده کرد. با وجود این تغییرات گسترده‌ای را در زمینه‌ی تأمین انرژی مورد نیاز خانه‌ها و دیگر زمینه‌های مشابه به وجود می‌آورد.

یکی از پژوهشگران پروژه‌ی مذکور گفت: «رویکرد یاد شده طول عمر باتری‌ها را از طریق جریان اکسایش ارگانیک/اورگانومتالیک ۱ (organic/organometallic) تا ده‌ها سال افزایش می‌دهد. این روش برای ذخیره‌سازی انرژی در شبکه‌ی برق و در دسترس بودن منبع تجدید پذیر متناوب ۲ مقرون به صرفه است.»

پژوهشگران اشاره کردند یکی از اصلی‌ترین مشکلات انرژی‌های تجدید پذیر امروزی نحوه‌ی ذخیره‌سازی نیرو است. معمولاً تمام انرژی به دست آمده از طریق مزرعه‌های خورشیدی و بادی، مستقیماً به شبکه‌ی برق ارسال می‌شوند؛ اما باید میزانی را نیز برای مواقعی که دو نیروی بالا در دسترس نیستند، ذخیره کرد. به همین منظور شرکت‌هایی مانند تسلا شروع به تولید باتری‌های لیتیوم-یونی کرده‌اند. با وجود این نمونه محصولات ذکر شده دارای طول عمر کوتاه، هزینه‌ی تولید و فروش بسیار بالا هستند. به همین علت تحقیقات برای جایگزینی آن‌ها آغاز گشته است.

پژوهشگران توضیح دادند باتری جریانی آن‌ها دارای دو محفظه‌ی بزرگ حاوی نوعی مایع است. این دو بخش نقش الکترودهای مثبت و منفی را ایفا کرده و زمانی که مایع موجود در آن‌ها بین یکدیگر جابه‌جا می‌شود، برق تولید می‌کنند.

البته باتری‌های جریانی نیز چالش خاص خود را دارند. اصلی‌ترین مشکل آن‌ها، تجزیه‌ی مولکول‌ها در زمان جابه‌جایی موقعیت خود در مخازن است. محققان هاروارد برای رفع این مشکل دو راه‌حل مختلف را برای استفاده از مولکول‌های آلی در پی.اچ (PH) خنثی آب ارائه داده‌اند. در نتیجه‌ی راه‌حل‌های به کار رفته توسط محققان، در هر هزار چرخه‌ی شارژ و تخلیه‌ی انرژی تنها یک درصد ظرفیت از بین می‌رود که نشان‌دهنده‌ی طول عمری بسیار بالاتر آن نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی است.

دانشمندان اعلام کردند هدف بعدی آن‌ها کاهش هزینه‌ی تولید و افزایش تعداد مولکول‌های موجود در محلول است تا ظرفیت باتری بیشتر شود.

وزارت انرژی آمریکا توضیح داد با استفاده از باتری جریانی ایجاد شده برای ذخیره‌سازی هر کیلووات انرژی تنها 100 دلار هزینه می‌شود که نسبت به روش‌های فعلی کاهش هزینه‌ی 90 درصدی را نشان می‌دهد.

____________________________

1- شیمی آلی فلزی، ترکیباتی است که حداقل یک پیوند کربن _ فلز داشته (C-M) و شامل فلزات واقعی و شبه فلزات از قبیل Si، As، B و فلزات واسطه باشند. بنابراین این پیوند می‌تواند یک پیوند کووالانسی ساده باشد.

۲- به هر منبعی انرژی که به صورت دائمی در دسترس نباشد، منبع انرژی متناوب گفته می‌شود.