Vlinder op die sonpaneel. Foto krediet: Takver (cc 2.0)
'N battery gemaak met ureum, wat algemeen voorkom in kunsmis en soogdier urine, kan 'n laekoste manier bied om energie wat deur sonkrag of ander vorme van hernubare energie vir verbruik gedurende ure vervaardig word, te berg.
Die battery is nie brandbaar nie en bevat elektrodes gemaak van oorvloedige aluminium en grafiet. Sy elektroliet se hoofbestanddeel, ureum, word reeds industriële vervaardig deur die ton vir plantmesters.
"So, wat jy het, is 'n battery wat gemaak is met sommige van die goedkoopste en mees volop materiaal wat jy op Aarde kan vind. En dit het eintlik goeie prestasie, "sê Hongjie Dai, professor in chemie aan die Stanford Universiteit. "Wie sou gedink het jy kan grafiet, aluminium, ureum gebruik en eintlik 'n battery maak wat vir 'n baie lang tyd kan fietsry?"
In 2015 was Dai se laboratorium die eerste om 'n herlaaibare aluminiumbattery te maak. Hierdie stelsel is in minder as 'n minuut gehef en het duisende lading-ontslagsiklusse geduur. Die laboratorium het saamgewerk met Taiwan se Industriële Tegnologie Navorsingsinstituut (ITRI) om 'n motorfiets met hierdie ouer weergawe te bestuur. Dit het een groot nadeel gehad: dit het 'n duur elektroliet gehad.
Die nuutste weergawe sluit 'n ureum-gebaseerde elektroliet in en is ongeveer 100 keer goedkoper as die 2015-model, met hoër doeltreffendheid en laadtyd van 45-minute. Dit is die eerste keer dat ureum in 'n battery gebruik is.
Die kosteverskil tussen die twee batterye is volgens Dai 'soos dag en nag'. Die bevindings verskyn in die Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe.
Anders as energie wat uit fossielbrandstowwe afkomstig is, kan sonkrag slegs aangewend word as die son skyn. 'N Sonpaneel pomp energie in die elektriese rooster gedurende dagliglig. As daardie energie nie dadelik verteer word nie, is dit as hitte verlore.
Namate die vraag na hernubare tegnologie groei, benodig dit ook die goedkoop en doeltreffende batterye om die energie vir snags vry te stel. Vandag se batterye, soos litium-ioon of loodsuurbatterye, is duur en het beperkte lewensduur.
Die nuwe battery kan 'n oplossing bied vir die rooster se stoorprobleem, sê doktorale kandidaat Michael Angell. "Dit is goedkoop. Dit is doeltreffend. Roosteropberging is die hoofdoel. "
Roosteropberging is ook die mees realistiese doelwit, omdat die battery se lae koste, hoë doeltreffendheid en lang sikluslewe, sê Angell. Een soort doeltreffendheid, bekend as Coulombic-doeltreffendheid, is 'n meting van hoeveel lading die battery verlaat per ladingeenheid wat dit inneem tydens die laai. Die Coulombiese doeltreffendheid vir hierdie battery is hoë 99.7 persentasie.
Alhoewel dit ook doeltreffend is, kan litium-ioonbatterye wat algemeen voorkom in klein elektroniese en ander toestelle vlambaar wees. In teenstelling hiermee is die ureumbattery ontvlambaar en dus minder riskant.
"Ek sal veilig voel as my rugsteunbattery in my huis van ureum gemaak word, met min kans om brand te veroorsaak," sê Dai.
Om aan die vereistes van roosteropslag te voldoen, moet 'n kommersiële battery ten minste tien jaar duur. Deur die chemiese prosesse binne die battery te ondersoek, hoop Angell om sy leeftyd te verleng.
Die uitkyk is belowend. In die laboratorium kan hierdie ureum-gebaseerde aluminium-ioonbatterye deur 1,500 laai siklusse gebruik word met 'n 45-minuut laai tyd.
"Met hierdie battery is die droom dat sonkrag in elke gebou en elke huis gestoor moet word," sê Dai. "Miskien sal dit die alledaagse lewe verander. Ons weet nie. "
Die battery se patente is gelisensieer aan AB Systems, gestig deur Dai. 'N Kommersiële weergawe is tans in ontwikkeling.
Artikel Bron
Jackie Flynn vir Stanford Universiteit
Die Amerikaanse Departement van Energie, die Global Networking Talent 3.0 Plan, die Ministerie van Onderwys van Taiwan, en die Taishan Wetenskapprojek het die werk befonds.
verwante Boeke
at InnerSelf Market en Amazon
