Récemment, dans « Nature » Magazine - « l'énergie naturelle » publié dans un article scientifique, provoque une grande inquiétude l'industrie mondiale de l'énergie à une nouvelle recherche de l'Université de Stanford pour apporter un nouvel espoir au stockage de l'énergie à grande échelle. nouvelle expérience célèbre correction de la batterie de matériaux à base d'eau professeur chinois Yi Cui invention - manganèse batterie d'hydrogène (Mn-H) - peut être rechargeable plus de 10 000 fois, une performance stable peut être atteint depuis plus de 10 ans de son faible coût, longue durée de vie. la performance potentielle de haute densité d'énergie devrait apporter de grands changements dans le domaine du stockage de l'énergie à grande échelle.
Selon le premier auteur de l'issue de l'Ecole de Materials Science and Engineering de l'université de Stanford, M. Chen Wei introduit, batterie d'hydrogène manganèse ils ont inventé l'utilisation du carbone de surface spécifique élevée que l'électrode positive collecteur de courant, soluble dans le sel de sulfate de manganèse de l'eau comme électrolyte, de l'hydrogène en tant que commande de catalyseur d'anode. de la conception du principe batterie, charge et de décharge, et un procédé de test de performance différente de toute batterie aqueuse précédente.
Les résultats montrent, la batterie d'hydrogène manganèse ayant une très excellente performance électrochimique, telles que la tension de décharge stable de 1,3 volts, le courant de décharge du taux élevé 100mA / cm2, supérieure à 10.000 cycles dans l'écurie, une plus grande densité de la qualité et de l'énergie de 139Wh / kg et la densité d'énergie volumétrique de 210Wh / L. en outre, la batterie est facilement amplifiée à grande échelle de stockage d'énergie.
Stockage de masse est la technologie de base de sources d'énergie renouvelables pour parvenir à une application universelle. technologies de stockage de masse classique (par exemple, par pompage hydraulique, accumulateur d'énergie de l'air comprimé), et une variété de cellules de stockage d'énergie (par exemple, une batterie au lithium-ion, d'une batterie sodium-soufre, des flux de piles), etc., il y a des problèmes différents, ne peuvent pas répondre à la mémoire de masse pas cher, la densité d'énergie sûre, élevée et des exigences élevées de stabilité Yi Cui exprimé: modèle de stockage de masse sera APOS batterie d'hydrogène manganèse de la présente invention avoir un impact majeur, plus atténué par les combustibles fossiles traditionnels et les émissions de carbone dues à la pollution de l'air grave.
Dans le domaine du stockage d'énergie à grande échelle, dans le but d'atteindre cet objectif, les chercheurs ont mis au point un grand nombre peut dire qu'un système efficace de batteries, notamment de batteries lithium-ion, batteries au plomb-acide, batteries d'écoulement, des batteries de soufre de sodium, batterie à métal liquide, etc. Cependant, ces batteries n'ont pas une faible densité d'énergie, une durée de vie courte, un coût élevé, des conditions de travail difficiles et un long chemin à parcourir dans des applications pratiques.
Les principaux facteurs limitants pour plusieurs systèmes de batteries incluent, en termes de densité d'énergie, la batterie plomb-acide est seulement 30-50 Wh / kg, et la batterie fluide est également <50 Wh/l;在循环寿命上, 铅酸电池<500次, 钠硫电池<1500次;在封装成本上, 锂离子电池~250$/kWh, 铅酸电池~170$/kWh, 流体电池~450$/kWh;在工作温度上, 钠硫电池要求300-350 ℃, 液态金属电池要求>450 ° C.
Selon les recommandations actuelles du Département américain de l'énergie, peut être utilisé à grande échelle la batterie de stockage d'énergie doit répondre aux conditions suivantes: une heure d'énergie de charge-décharge peut pas être inférieure à 20 kW peut supporter au moins 5000 de charge-décharge et la durée de vie pas moins de 10 ans. d'un point de vue pratique, pour satisfaire les conditions ci-dessus ne sont pas le prix de la batterie devrait être supérieur à 2 000 $, soit le prix par kilowattheure de stockage d'énergie doit être inférieure à 100 $.
Le professeur Cui Yi a présenté une nouvelle idée il y a trois ans - le manganèse et de l'hydrogène ont été utilisés comme positifs et négatifs, à faire l'électrolyte de l'eau, en théorie, devrait être en mesure de réaliser le stockage d'énergie à grande échelle de la densité d'énergie, le prix et d'autres aspects de la vie exigences strictes. sous la direction du professeur Cui Yi, qui ont effectué plus de trois années d'exploration et d'expérimentation dans le test de stagiaire post-doctoral de nationalité chinoise à. Université de Stanford Chen Chen a déclaré que la batterie d'hydrogène pour l'appareil et les paramètres après des expériences de test répétées ne pas moins d'un millier de fois, ils ont finalement obtenu un dispositif de conditions optimales et de test pour obtenir d'excellentes performances de la batterie. cette batterie nouvellement développée ne peut toujours pas claire après la charge et décharges répétées 10.000 fois Decay, la vie de la batterie a atteint une augmentation d'un ordre de grandeur sur la base des méthodes principales de stockage d'énergie existantes.
Le prototype des nouvelles environ 3 pouces de hauteur de piles au manganèse sont actuellement disponibles produire de l'hydrogène à environ 20 milliwatts (mWh) de puissance, ce qui est presque le niveau d'énergie sur un trousseau de flash LED. Néanmoins, l'expérience croire que cette Après l'amélioration de la technologie originale, on s'attend à réaliser l'industrialisation du stockage d'énergie à grande échelle dans un proche avenir.
Yi Cui a déclaré la technologie est encore au stade expérimental, qui est TF prototype expérimental pour d'autres optimisations principalement dans deux aspects, l'un pour augmenter la densité d'énergie de la batterie, le second est de réduire le coût de la batterie. Par exemple, dans la première L'utilisation du platine comme catalyseur dans l'expérience envisage maintenant la recherche d'alternatives moins coûteuses.Après optimisation, le groupe de recherche continuera à mener des essais pilotes et à grande échelle pertinents.Le professeur Cui Wei a déjà obtenu des brevets pertinents et a mis en place l'entreprise. Industrialisation
Cui Yi en vue, le marché du stockage d'énergie globale à grande échelle la taille jusqu'à un billion de dollars, une fois que la batterie de manganèse d'hydrogène peut être prévu pour réaliser des applications industrielles, il fera de l'énergie propre réseau plus stable et apporte importance au développement socio-économique. grandes centrales d'énergie propre, petite électricité des ménages dans les zones résidentielles et sont susceptibles de bénéficier. par contre, l'application industrielle de la batterie d'hydrogène manganèse véhicules électriques sera également possible de faire autre approche universelle, pourrait fournir un réseau électrique stable pour atteindre cet objectif Possibilité