Vor kurzem in „Nature“ Zeitschrift - in einem wissenschaftlichen Artikel „natürliche Energie“, was zu großer Besorgnis der weltweite Energieindustrie zu einer neuen Forschung von der Stanford University neue Hoffnung auf die groß angelegte Energiespeicherung zu bringen. Das Material der Schule ist eine neue Art von Wasserbatterie-Mangan-Wasserstoff-Batterie (Mn-H) - erfunden von der experimentellen Gruppe des berühmten chinesischen Professors Cui Ying. Sie kann mehr als 10.000 Mal aufgeladen werden und kann mehr als 10 Jahre Stabilität erreichen. die potentielle Leistung von hohen Energiedichte wird erwartet, dass große Veränderungen im Bereich der großen Energiespeicher zu bringen.
Laut dem ersten Autor der Studie, Dr. Chen Wei von der Stanford University School of Materials Wissenschaft und Technik eingeführt, dass die Mangan-Wasserstoff-Batterie, die sie erfunden, verwendet eine hohe Oberfläche Kohlenstoff als der positive Stromabnehmer und eine leicht lösliche Mangansulfat als Elektrolyt. von Wasserstoff als Anodenkatalysatorregelung. von der Konstruktion der Batterie, Lade- und Entlade-Prinzip und Leistungstestverfahren unterscheidet sich von allen früheren wässrigen Batterie.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Mangan-Wasserstoff-Batterie eine sehr gute elektrochemische Leistung aufweist, wie eine stabile Entladungsspannung von 1,3 Volt, eine hohe Entladestromrate von 100 mA / cm2, einen stabilen Zyklus von mehr als 10.000 Zyklen und eine hohe Massenenergiedichte von 139 Wh / kg die volumetrische Energiedichte von 210Wh / L. Ferner wird die Batterie für große Energiespeicher leicht verstärkt.
Großtechnische Energiespeicher stellen die Kerntechnologie für die universelle Nutzung erneuerbarer Energien dar. Vorhandene großtechnische Energiespeichertechnologien (wie Energiespeicherung, Druckluftspeicher) und verschiedene Energiespeicher (wie Lithium-Ionen-Batterien, Natrium-Schwefel-Batterien, Mangan-Wasserstoff-Batterie der vorliegenden Erfindung apos Muster Massenspeicher wird: Flow-Batterie) etc. es gibt verschiedene Probleme, können die Massenspeicher billige, sichere, hohe Energiedichte und hohe Stabilitätsanforderungen erfüllen, ausgedrückt Yi Cui hat einen großen Einfluss, weiter durch traditionelle abgemildert fossile Brennstoffe und die Kohlendioxidemissionen starke Luftverschmutzung verursacht werden. "
Im Bereich der großen Energiespeicherung, um dieses Ziel zu erreichen, haben die Wissenschaftler eine Menge entwickelt, dass ein effektives System von Batterien gesagt werden, einschließlich Lithium-Ionen-Batterien, Blei-Säure-Batterien, Flow-Batterien, Natrium-Schwefel-Batterien, Flüssigmetall-Batterie und so weiter. Allerdings sind diese Batterien nicht geringe Energiedichte, Lebensdauer ist kurz, die Kosten zu hoch ist, harte Arbeitsbedingungen in der Praxis gibt es noch einen langen Weg zu gehen.
Es ist vor allem durch mehrere Faktoren einschließlich Zellsystem, die Energiedichte von Blei-Säure-Batterien nur 30 bis 50 Wh / kg, die Fluid Batterien begrenzt <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 ℃.
Nach den aktuellen Empfehlungen des US Department of Energy, kann für große Speicherbatterie verwendet werden muss, um die folgenden Bedingungen erfüllen: eine Stunde Lade-Entlade-Energie sein kann, nicht weniger als 20 kW mindestens 5000 Ladungs-Entladungs unterstützen kann, und Lebensdauer nicht weniger als 10 Jahre von einem praktischen Standpunkt aus gesehen., ist die oben genannten Bedingungen zu erfüllen nicht Batteriepreis höher als $ 2000 sein soll, das heißt, sollte der Preis pro Kilowattstunde Energiespeicher unter $ 100 liegt.
Professor Cui Yi legte vor eine neue Idee 3 Jahren nach vorn - Mangan und Wasserstoff als positiv und negativ verwendet wurden, Wasser-Elektrolyten zu tun, in der Theorie sollten groß angelegte Energiespeicherung in der Energiedichte, Preis und anderen Aspekten des Lebens erreichen, kann Anforderungen. unter der Leitung von Professor Cui Yi, die mehr als drei Jahre der Erforschung und Erprobung in Test des chinesischen Nationalität Postdoc an der Stanford University Chen. Chen sagten die Wasserstoff-Batterie für das Gerät und die Parameter durchgeführt hat nach wiederholten Testversuchen nicht weniger als tausend mal tun, schließlich sie eine optimiertes Gerät und Testbedingungen bekam hervorragende Akkuleistung zu erhalten. diese neu entwickelte Batterie kann nach wiederholter Ladung noch nicht klar und 10.000 mal entladen Verfall, die Lebensdauer die Batterie um eine Größenordnung Verbesserung der bestehende Art und Weise auf dem Hauptspeicher zu erreichen.
Der Prototyp des neuen etwa 3 Zolls hohe Mangan-Batterien sind derzeit produziert Wasserstoff bei etwa 20 Milliwatt (mWh) der Leistung, die fast das Energieniveau an einem Schlüsselring LED-Blitzes ist. Trotzdem das Experiment glaubt, dass diese Nachdem die ursprüngliche Technologie weiter verbessert wurde, wird erwartet, dass sie in naher Zukunft die Industrialisierung großer Energiespeicher realisieren wird.
Yi Cui die Technologie immer noch in der Versuchsphase, die für die weiteren Optimierungen in erster Linie in zwei Aspekten TF experimenteller Prototyp ist, man die Energiedichte der Batterie zu erhöhen, der zweite ist die Kosten der Batterie zu verringern. Zum Beispiel in dem früheren Platin als Katalysator in dem Experiment verwendet, und betrachtet nun billigere Alternativen zu finden. und nach der Optimierung zu erhalten, wird die Forschungsgruppe auch weiterhin relevant und Pilotmaßstab Tests sein. Professor Cui Yi Patente gemacht wurde, und das Unternehmen gegründet wurde, die Vorbereitungs Industrialisierung.
Cui Yi im Hinblick auf der globale große Energiespeichermarkt Größe von bis eine Billion Dollar an, sobald die Wasserstoff-Mangan-Batterie zu erwarten ist als industrielle Anwendungen zu erreichen, wird es für saubere Energie stabiles Netzwerk machen und wichtige sozioökonomische Entwicklung bringt. große, saubere Energiekraftwerke, kleiner Haushaltsstrom zu Wohngebieten und sind wahrscheinlich davon profitieren. auf der anderen Seite ist die industrielle Anwendung von Mangan Wasserstoff Batterie-Elektrofahrzeugen wird auch möglich sein, weiteren universellen Ansatz zu machen, ein stabiles Stromnetz liefern könnte dieses Ziel zu erreichen Möglichkeit.