Recientemente, un artículo académico publicado en Nature's Energy bajo el título de "Naturaleza" ha suscitado gran preocupación en la comunidad energética mundial. Un nuevo resultado de investigación de la Universidad de Stanford trae nuevas esperanzas para el almacenamiento de energía a gran escala. nuevos materiales a base de agua corrección de la batería famoso profesor chino Yi Cui experimento invención - hidrógeno manganeso batería (Mn-H) - puede ser recargable más de 10.000 veces, un rendimiento estable se puede lograr por más de 10 años de su bajo costo, larga vida. Se espera que el rendimiento potencial de la alta densidad de energía produzca enormes cambios en el campo del almacenamiento de energía a gran escala.
De acuerdo con el primer autor del resultado de la Facultad de Ciencias de los Materiales e Ingeniería de la Universidad de Stanford, Dr. Chen Wei introdujo, batería de hidrógeno manganeso inventaron el uso de la zona de carbono de alta superficie que el electrodo colector de corriente positiva, soluble en sal sulfato de manganeso agua como un electrolito, El hidrógeno controlado por el catalizador actúa como un electrodo negativo. La batería es diferente de cualquier celda de agua anterior en términos de diseño, principio de carga y descarga, método de prueba y rendimiento.
Los resultados muestran, batería de hidrógeno de manganeso que tiene muy excelente rendimiento electroquímico, tales como tensión de descarga estable de 1,3 voltios, la corriente de descarga de la 100mA alta tasa / cm2, mayor de 10.000 ciclos en la calidad y la densidad de energía estable, mayor de 139Wh / kg y La densidad de energía volumétrica es de 210Wh / L. Además, la batería se amplía fácilmente para el almacenamiento de energía a gran escala.
almacenamiento masivo es la tecnología de la base de fuentes de energía renovables para lograr la aplicación universal. tecnologías de almacenamiento masivo convencional (por ejemplo, se bombea hidro, comprimido de almacenamiento de energía de aire), y una variedad de células de almacenamiento de energía (por ejemplo, una batería de iones de litio, una batería de sodio-azufre, batería de flujo) etc. hay diferentes problemas, no puede cumplir con el almacenamiento masivo, y de alta densidad de energía seguro barato y altos requerimientos de estabilidad expresada Yi Cui: modelo de almacenamiento masivo se apos batería de hidrógeno de manganeso de la presente invención Tendrá un impacto importante y aliviará aún más las serias emisiones de carbono y la contaminación del aire causada por los combustibles fósiles tradicionales.
En el campo del almacenamiento de energía a gran escala, con el fin de lograr este objetivo, los científicos han desarrollado una gran cantidad puede decirse que un sistema efectivo de baterías, incluyendo baterías de iones de litio, las baterías de plomo-ácido, baterías de flujo, baterías de azufre de sodio, la batería de metal líquido y así sucesivamente. Sin embargo, estas baterías no tienen baja densidad de energía, vida de ciclo corta, alto costo, condiciones de trabajo severas y un largo camino por recorrer en aplicaciones prácticas.
Los principales factores limitantes para varios sistemas de baterías incluyen, en términos de densidad de energía, la batería de plomo-ácido es de solo 30-50 Wh / kg, y la batería de fluido también es <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.
De acuerdo con las recomendaciones actuales del Departamento de Energía de Estados Unidos, se puede utilizar para la batería de almacenamiento de energía a gran escala tiene que cumplir las siguientes condiciones: energía de carga-descarga de una hora puede ser inferior a 20 kW puede soportar al menos 5000 de carga-descarga, y una vida útil no menos de 10 años. desde un punto de vista práctico, para satisfacer las condiciones anteriores no es el precio de la batería debe ser superior a $ 2.000, es decir, el precio por kilovatio-hora de almacenamiento de energía debe estar por debajo de $ 100.
El profesor Cui Yi presentó una nueva idea hace tres años - el manganeso y el hidrógeno se utilizaron como positivo y negativo, hacer hidroelectrolítico, en teoría, debería ser capaz de lograr el almacenamiento de energía a gran escala de la densidad de energía, precio y otros aspectos de la vida estrictos requisitos. bajo la dirección del profesor Cui Yi, que se han llevado a cabo más de tres años de exploración y experimentación en la prueba de la nacionalidad china compañero postdoctoral en la Universidad de Stanford Chen. Chen dijo que la pila de hidrógeno para el dispositivo y los parámetros después de los experimentos de pruebas repetidas hacen ninguna de mil veces menos, finalmente consiguieron un optimizados condiciones del dispositivo de prueba y obtener un excelente rendimiento de la batería. esta batería de nuevo desarrollo no puede todavía clara después de la carga y la descarga repetida 10.000 veces Decaimiento, la duración de la batería ha logrado un aumento de orden de magnitud sobre la base de los métodos de almacenamiento de energía principal existentes.
La nueva batería de manganeso-manganeso-hidrógeno de 3 nanómetros del prototipo actualmente genera solo unos 20 milivatios-hora (mWh) de potencia, que es aproximadamente el mismo que el nivel de energía de la luz LED que colgaba del llavero. Sin embargo, los experimentadores creen que esto después de una nueva mejora se espera que la tecnología original para lograr la industrialización de las aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala en un futuro próximo.
Cui Wei dijo que la tecnología aún se encuentra en etapa experimental y que su grupo de investigación está optimizando aún más el prototipo experimental. Estas optimizaciones se enfocan principalmente en dos aspectos: primero, aumentar la densidad energética de la batería y, segundo, reducir el costo de la batería. platino como catalizador utilizado en el experimento, y ahora consideran para encontrar alternativas más baratas. y después de la obtención de la optimización, el grupo de investigación continuará siendo las pruebas pertinentes y escala piloto. el profesor Cui Yi se ha hecho patentes relacionadas, y se ha establecido la empresa, la preparatoria industrialización.
Cui Yi a la vista, la gran escala el tamaño del mercado mundial de almacenamiento de energía de hasta un billón de dólares, una vez que la pila de manganeso de hidrógeno se puede esperar para lograr que las aplicaciones industriales, que hará que la energía limpia a la red más estable, y trae el desarrollo socio-económico importante. Las centrales eléctricas de energía limpia a gran escala, las pequeñas áreas residenciales y el consumo doméstico de energía pueden beneficiarse de ello. Por otro lado, la industrialización y la aplicación de baterías de manganeso-hidrógeno también permitirán aumentar la popularidad de los vehículos eléctricos. Las redes eléctricas estables pueden proporcionar este objetivo. posibilidad.