हाल ही में, नेचर "एनर्जी" के शीर्षक के तहत नेचर एनर्जी में प्रकाशित एक अकादमिक लेख ने वैश्विक ऊर्जा समुदाय में बड़ी चिंता पैदा की है। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय से एक नए शोध परिणाम बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए नई आशा लाता है। नई पानी आधारित सामग्री बैटरी सुधार प्रसिद्ध चीनी प्रोफेसर यी कुई प्रयोग आविष्कार - हाइड्रोजन बैटरी मैंगनीज (Mn-एच) - हो सकता है रिचार्जेबल अधिक 10,000 से बार, स्थिर प्रदर्शन अपनी कम लागत, लंबे जीवन के 10 से अधिक वर्षों के लिए प्राप्त किया जा सकता। उच्च ऊर्जा घनत्व के संभावित प्रदर्शन से बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में जबरदस्त परिवर्तन लाने की उम्मीद है।
स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के स्कूल के परिणाम के पहले लेखक के अनुसार, डॉ चेन वी शुरू की, मैंगनीज हाइड्रोजन बैटरी वे उच्च सतह क्षेत्र कार्बन के उपयोग सकारात्मक इलेक्ट्रोड वर्तमान कलेक्टर के रूप में एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में आविष्कार किया, पानी मैंगनीज सल्फेट नमक में घुलनशील, उत्प्रेरक द्वारा नियंत्रित हाइड्रोजन एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है। बैटरी डिजाइन, चार्ज और डिस्चार्ज सिद्धांत, परीक्षण विधि और प्रदर्शन के मामले में किसी भी पिछले जल सेल से अलग है।
नतीजे बताते हैं कि मैंगनीज हाइड्रोजन बैटरी में बहुत अच्छा इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन होता है, जैसे कि 1.3 वोल्ट की स्थिर निर्वहन वोल्टेज, वर्तमान 100 एमए / सेमी की उच्च दर 2, स्थिरीकरण के 10,000 से अधिक चक्र, और 13 9WH / किग्रा की उच्च द्रव्यमान ऊर्जा घनत्व और 210Wh / एल की मात्रा ऊर्जा घनत्व। इसके अलावा, बैटरी को बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए आसानी से स्केल किया जाता है।
विपुल भंडारण अक्षय ऊर्जा स्रोतों के मूल प्रौद्योगिकी सार्वभौमिक आवेदन प्राप्त करने के लिए है। परम्परागत विपुल भंडारण प्रौद्योगिकियों (जैसे, जल, संपीड़ित हवा ऊर्जा भंडारण पंप), और ऊर्जा भंडारण कोशिकाओं की एक किस्म (जैसे, एक लिथियम आयन बैटरी, एक सोडियम सल्फर बैटरी, प्रवाह बैटरी) आदि अलग-अलग समस्याएं हैं, विपुल भंडारण सस्ता, सुरक्षित, उच्च ऊर्जा घनत्व और उच्च स्थिरता आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं यी कुई व्यक्त किया: विपुल भंडारण पैटर्न वर्तमान आविष्कार की मैंगनीज हाइड्रोजन बैटरी apos होगा इसका एक महत्वपूर्ण प्रभाव होगा और पारंपरिक जीवाश्म ईंधन द्वारा लाए गए गंभीर कार्बन उत्सर्जन और वायु प्रदूषण को कम करेगा।
बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में, इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, वैज्ञानिकों का विकास किया है एक बहुत कहा जा सकता है कि बैटरी का प्रभावी सिस्टम, लिथियम आयन बैटरी, लीड एसिड बैटरी, प्रवाह बैटरी, सोडियम सल्फर बैटरी, तरल धातु बैटरी और इतने पर शामिल हैं। हालांकि, इन बैटरी में कम ऊर्जा घनत्व, लघु चक्र जीवन, उच्च लागत, कठोर परिस्थितियों की स्थिति नहीं है, और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में जाने का लंबा रास्ता नहीं है।
कई बैटरी प्रणालियों के लिए मुख्य सीमित कारकों में ऊर्जा घनत्व के मामले में, लीड-एसिड बैटरी केवल 30-50 वो / किग्रा है, और तरल पदार्थ बैटरी भी है <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 डिग्री सेल्सियस
एक घंटे के प्रभारी-निर्वहन ऊर्जा से कम नहीं 20 किलोवॉट कम से कम 5000 प्रभारी-निर्वहन समर्थन कर सकते हैं हो सकता है, और सेवा जीवन: ऊर्जा विभाग की वर्तमान सिफारिशों के अनुसार, बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण बैटरी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता निम्न शर्तों को पूरा करने की जरूरत है नहीं 10 साल से कम है। देखने के एक व्यावहारिक बिंदु से, उपरोक्त शर्तों को पूरा करने के लिए बैटरी की कीमत $ 2000 से अधिक होना चाहिए, कि है, प्रति ऊर्जा भंडारण के किलोवाट घंटा कीमत $ 100 से नीचे होना चाहिए नहीं है।
प्रोफेसर कुई यी तीन साल पहले एक नए विचार पेश किया - मैंगनीज और हाइड्रोजन सकारात्मक और नकारात्मक रूप में इस्तेमाल किया गया, पानी इलेक्ट्रोलाइट ऐसा करने के लिए, सिद्धांत रूप में, ऊर्जा घनत्व, मूल्य और जीवन के अन्य पहलुओं में बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्राप्त करने के लिए सक्षम होना चाहिए कठोर आवश्यकताओं। प्रोफेसर कुई यी, जो स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के चेन। चेन पर चीनी राष्ट्रीयता पोस्टडॉक्टरल साथी की परीक्षा में अन्वेषण और प्रयोग के तीन साल से अधिक का आयोजन किया है के मार्गदर्शन में कहा डिवाइस और मापदंडों के लिए हाइड्रोजन बैटरी बार-बार परीक्षण प्रयोगों से कम नहीं एक हज़ार बार कर के बाद, वे अंत में उत्कृष्ट बैटरी प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए एक अनुकूलित उपकरण और परीक्षण की स्थिति मिला है। इस नव विकसित बैटरी बार-बार चार्ज करने के बाद स्पष्ट और नहीं अभी भी कर सकते हैं 10,000 गुना का निर्वहन क्षय, बैटरी जीवन ने मौजूदा मुख्य ऊर्जा भंडारण विधियों के आधार पर परिमाण में वृद्धि का आदेश प्राप्त किया है।
कुई वी प्रयोगशाला Postdoctoral शोधकर्ता चेन वी बैटरी बैटरी प्रोटोटाइप दिखाता है
नई के बारे में 3 इंच के प्रोटोटाइप उच्च मैंगनीज बैटरी शक्ति है, जो एलईडी फ्लैश के एक प्रमुख अंगूठी पर लगभग ऊर्जा का स्तर है के बारे में 20 milliwatts (MWh) में वर्तमान में उपलब्ध उपज हाइड्रोजन कर रहे हैं। फिर भी, प्रयोग इस बात पर विश्वास आगे के बाद में सुधार मूल प्रौद्योगिकी निकट भविष्य में बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के औद्योगीकरण को प्राप्त करने की उम्मीद है।
यी कुई ने कहा प्रौद्योगिकी प्रयोग के स्तर है, जो आगे अनुकूलन के लिए TF प्रयोगात्मक प्रोटोटाइप है मुख्य रूप से दो पहलुओं के बारे में में अब भी है, एक बैटरी की ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए, दूसरी बैटरी की लागत को कम करने के लिए है। उदाहरण के लिए, में पहले एक उत्प्रेरक के प्रयोग में इस्तेमाल किया है, और अब के रूप में प्लैटिनम सस्ता विकल्प खोजने के लिए विचार करें। और अनुकूलन प्राप्त करने के बाद, अनुसंधान समूह प्रासंगिक और पायलट पैमाने पर परीक्षण होना जारी रहेगा। प्रोफेसर कुई यी संबंधित पेटेंट कराया गया है, और कंपनी स्थापित किया गया है, तैयारी औद्योगीकरण।
ध्यान में रखते हुए कुई यी, वैश्विक बड़े पैमाने पर एक खरब अप करने के लिए डॉलर के ऊर्जा भंडारण बाजार का आकार, हाइड्रोजन मैंगनीज बैटरी औद्योगिक अनुप्रयोगों के रूप में प्राप्त करने के लिए उम्मीद की जा सकती है एक बार, यह स्वच्छ ऊर्जा और अधिक स्थिर नेटवर्क बनाने के लिए, और महत्वपूर्ण सामाजिक-आर्थिक विकास लाता होगा। बड़े स्वच्छ ऊर्जा बिजली संयंत्र, आवासीय क्षेत्रों के छोटे घरेलू बिजली और इसे से लाभ होने की संभावना है। दूसरी ओर, मैंगनीज हाइड्रोजन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन के औद्योगिक आवेदन भी संभव आगे सार्वभौमिक दृष्टिकोण बनाने के लिए किया जाएगा, इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए एक स्थिर बिजली ग्रिड प्रदान कर सकता है संभावना।
