من أجل تزويد المستخدمين بالطاقة النظيفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، هناك حاجة إلى نظام تخزين طاقة احتياطي موثوق به لتوفير الكهرباء عندما يكون ضوء الشمس أو طاقة الرياح غير كافية.
قد يكون حل هذه المشكلة هو استخدام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الزائدة لتخزين الطاقة ، ونحن الآن بصدد تطوير مركب يمكنه توفير سعة تخزين كبيرة ، وهذا المركب يمكن أن يوفر طاقة زائدة في حالة عدم كفاية ضوء الشمس وطاقة الرياح. تخزينه للاستخدام: عند تحويل الطاقة المخزّنة إلى طاقة كهربائية ، يمكن ضخ المحلول الكيميائي المشحون بالمقلوب في القطب الكهربائي الصلب لتوليد الكهرباء من أجل تبادل الكهرباء.
إن مفتاح هذه التقنية ، والذي يطلق عليه بطارية تدفق الأكسدة ، هو البحث عن المواد الكيميائية التي لا يمكنها فقط "حمل" شحنة كافية ، ولكن يمكن تخزينها لفترة طويلة دون تدهور ، وبالتالي زيادة تخزين الطاقة وتوليد الطاقة ، وتحقيق أقصى قدر من تقليل تكلفة شحن النظام.
تعاون باحثون في جامعة روشستر بالولايات المتحدة الأمريكية مع باحثين في جامعة ولاية نيويورك في بوفالو وأعلنوا أنهم طوروا مركبًا من المرجح أن يغير نمط تخزين الطاقة.
ووصف أستاذ الكيمياء المساعد في المختبرات ، إلين ماتسون ، مجموعة أكاسيد المعادن التي تم تطويرها في ورقة نشرت في المجلة الكيميائية الأعلى العلوم الكيميائية (العلوم الكيميائية). لديها خصائص كهروكيميائية جيدة جدا وقدرته على تخزين الطاقة تكاد تكون ضعف الخلايا الكهروكيميائية الحالية لبطارية تدفق الأكسدة.
وقالت المؤلفة الرئيسية للتقرير ، لورين فان جيلدر ، وهي طالبة دكتوراه في السنة الثالثة في مختبر ماترسون: "في الأدب ، يعد تخزين الطاقة في البوكسوكسوماتالات نادرًا جدًا. في بحثنا وتطويرنا قبل تقديم النتائج ، قد يكون هناك مثال أو مثالين ، ولا تتحقق بالفعل إمكانات هذه النتائج. "
"هذه في الواقع منطقة غير مستغلة في التطور الجزيئي" ، أضاف ماتسون.
بطاريات تدفق للطاقة الريحية والطاقة الشمسية
تطوير كتلة أكسيد أول معدن في الكيميائي الألماني جون غرينسبان ديل (يوهان Spandl) من المختبر ودراسة خصائصه المغناطيسية. فينجولد التجارب التي أجريت أظهرت أن هذا المركب يمكن تخزينها في تهمة بطاريات تدفق الأكسدة ، ولكنها ليست مستقرة كما يتوقع الناس.
مجموعات ومع ذلك، فإن ماتسون وصفه "تعديل جزيئي بسيط، ميثوكسيد المستمدة من الميثانول مركب عن طريق استبدال أكسيد القائم على كتلة مع الإيثانول، وفريق يمكن توسيع نافذة المحتملين مستقر يمكن أكثر تخزينها في البطارية الطاقة الكهربائية.
قال ماتسون: "هذا العمل رائع حقًا. يمكننا إنتاج مجموعات إيثوكسيد وميثوكسيد باستخدام الميثانول والإيثانول. هذان الكواشف غير مكلفين وسهلة الحصول عليهما وآمنان. بقية المكونات المعدنية وذرات الأكسجين هي عناصر وفيرة من الأرض ، ويمكن تركيب هذا النظام بشكل مباشر وكفء ، وهو اتجاه جديد تمامًا لتطوير ناقلات الشحن ، ونحن نعتقد أن هذا سيضع معيارًا جديدًا في مجال تخزين الطاقة.
واستخدمت الاختبارات الكهروكيميائية التي أجريت في هذه الدراسة معدات وتقنيات شركة ماتسون المستخدمة في المختبر ، ومن ثم تيموثي كوك ، أستاذ الكيمياء المساعد في جامعة بافالو ، والصف الرابع في مختبر كوك كما شاركت في الدراسة أنجولا كوسواتاراكيشي ، وهي طالبة دراسات عليا ، حيث أجرى فان غولدر تدريباً على معدات الاختبار في مختبر كوك وساعد كوسفاراتاك على تجميع المركبات.
تقدمت مجموعتا البحث بطلب للحصول على تمويل من مؤسسة العلوم الوطنية كجزء من مشروع تعاوني مستمر لزيادة تحسين المجموعات المستخدمة في بطاريات تدفق الأكسدة التجارية.
وأكدت ماتسون على "الدور الرئيسي" الذي لعبته Fangold في إجراء الاختبارات الأولية والتجارب على المجموعة. "كطالبة دراسات عليا في السنة الثالثة ، قامت بعمل رائع في الترويج للمختبر وقد لعبت البحوث دورا هاما ". وقال ماتسون.
وفي العام الماضي ، حصل ماتسون على صندوق جامعي للتكنولوجيا الحيوية مكن المختبر من شراء الأجهزة الكهروكيميائية اللازمة للدراسة ، كما شارك في الدراسة باتريك فورستال من مختبرات ماتسون.
