Pamirškite apie ličio baterijas: mokslininkai sukūrė saugesnę alternatyvą su super greitu įkrovimu

Šis atradimas ypač svarbus namų saulės energijos naudotojams, nes naujoji technologija yra greita, saugi, nebrangi ir sukurta taip, kad galėtų kaupti saulės energiją realiuoju laiku. Iki šiol vadinamosios srauto (flow) baterijos dažniausiai buvo naudojamos tik dideliems energijos saugojimo projektams. 

To priežastis yra jų masyvumas ir gana lėti įkrovimo laikai. Tačiau Monasho universiteto komanda sukūrė naują membranos konstrukciją, kuri leidžia šią technologiją padaryti tinkamą ir buitiniam naudojimui.

Mokslininkai teigia, kad ši baterija gali atverti kelią plačiai prieigai prie pigesnių ir saugesnių energijos kaupimo sprendimų, kurie ne tik pranoksta šiandieninius standartus, bet ir gali būti pritaikomi įvairiu mastu, tai nuo namų ūkių iki vidutinio dydžio energijos tinklų.

Membranos inovacija, tai proveržis buičiai

Pagrindinė naujovė slypi baterijos membranoje. Ji leidžia greičiau ir efektyviau praleisti naudingas jonų sroves, tuo pačiu blokuodama nepageidaujamus jonus. Šis balansas leidžia pasiekti stabilią ir greitą veiklą net esant aukštam energijos srautui.

Pasak tyrimo autorės doktorantės Vanqiao Liang, naujoji membrana pranoko pramonėje plačiai naudojamą „Nafion“ sprendimą. Bandymų metu baterija atlaikė 600 aukštos apkrovos ciklų beveik neprarasdama talpos. Tai didelis žingsnis į priekį organinių srauto baterijų srityje.

V. Liang pabrėžė, kad ši baterija yra netoksiška, nedegi ir pagaminta iš gausių medžiagų, todėl puikiai tiktų buitiniam naudojimui, tai „Tai būtent tokia baterija, kokią norėtum turėti savo garaže.“

Greitis, saugumas ir prieinamumas

Iki šiol srauto baterijos garsėjo kaip patikimos ir saugios, tačiau lėtos. Monasho komandos sprendimas šią kliūtį panaikino, tai dabar įkrauti galima greitai, o technologija tampa praktiška namų saulės elektrinėms.

Baterija ne tik saugesnė nei ličio jonų alternatyvos, bet ir daug pigesnė, nes gaminama iš plačiai prieinamų medžiagų. Ši savybė gali reikšmingai sumažinti saulės energijos kaupimo įrenginių kainą namų ūkiams, kurie šiandien neretai turi investuoti dešimtis tūkstančių dolerių.

Kaip veikia srauto baterijos?

Skirtingai nei ličio jonų baterijos, kurios energiją kaupia kietose medžiagose, srauto baterijos ją saugo skysčiuose. Tai primena du akvariumus, sujungtus membrana. Per ją praeina jonai, leisdami energiją sukaupti arba išleisti.

Pasak tyrimo bendraautorės Caros Doherty iš CSIRO (Australijos agentūra atsakinga už mokslinius tyrinėjimus), naujoji membrana veikia tarsi „naujos juostos greitkelyje“, ji pagerina srautą, todėl sistema įkraunama greičiau, tarnauja ilgiau ir veikia efektyviau.

Kelią atverianti technologija

Šiuo metu Monasho komanda 3D spausdina prototipus ir testuoja juos realiomis sąlygomis. Jei bandymai bus sėkmingi, tokios baterijos rinkoje gali pasirodyti vos po kelių metų.

Monashas jau anksčiau investavo į didelio masto energijos kaupimo sistemas. 2018 m. universiteto Claytono miestelyje buvo įdiegta 1 MWh talpos „redT energy“ sistema, tai didžiausia už skaitiklio komercinė sistema Australijoje. Šiandien naujoji technologija gali padėti pasiekti universiteto tikslą iki 2030 metų tapti visiškai nepriklausomu nuo iškastinio kuro ir pereiti prie 100 % atsinaujinančios energijos.

Energijos saugojimo ateitis

Jei ši technologija pasitvirtins, ji gali pakeisti energijos kaupimo rinką, suteikdama namų ūkiams prieinamą, saugią ir efektyvią alternatyvą ličio jonų baterijoms. Tai ne tik sumažins išlaidas, bet ir padės pasauliui greičiau pereiti prie atsinaujinančios energijos.

Naujoji Monasho srauto baterija, tai ženklas, kad ateities energija gali būti ne tik švari, bet ir prieinama kiekvienam.