Recentemente, em "Nature" revista - "energia natural" publicado em um artigo acadêmico, causando grande preocupação da indústria de energia global para uma nova pesquisa da Universidade de Stanford para trazer uma nova esperança para o armazenamento de energia em larga escala. novo material à base de água de bateria correcção famoso professor chinês Yi Cui experimento invenção - hidrogénio pilha de manganês (Mn-H) - pode ser recarregável mais do que 10000 vezes, o desempenho estável pode ser conseguido, por mais de 10 anos do seu baixo custo, a longa vida. Espera-se que o desempenho potencial da alta densidade energética traga enormes mudanças no campo do armazenamento de energia em larga escala.
De acordo com o primeiro autor do resultado da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Stanford, Chen Wei introduzido, pilha de hidrogénio manganês inventaram o uso de carvão de elevada área superficial como o colector de corrente positiva eléctrodo, solúvel em sal sulfato de manganês água como um electrólito, O hidrogênio controlado pelo catalisador atua como um eletrodo negativo.A bateria é diferente de qualquer célula de água anterior em termos de design, princípio de carga e descarga, método de teste e desempenho.
Os resultados mostram, bateria hidrogénio manganês ter muito excelente eficácia electroquímica, tais como tensão de descarga estável de 1,3 volts, a corrente de descarga da alta taxa de 100 mA / cm 2, Estabilidade laço é superior a 10.000 vezes, e densidade de energia elevada massa de 139Wh / kg e a densidade de energia volumétrica de 210Wh / L. Além disso, a bateria é facilmente amplificado para o armazenamento de energia em grande escala.
armazenamento em massa é a principal tecnologia de fontes de energia renováveis para alcançar uma aplicação universal. tecnologias de armazenamento em massa convencional (por exemplo, bombeado hidro, armazenamento de energia de ar comprimido), e uma variedade de células de armazenamento de energia (por exemplo, uma bateria de iões de lítio, uma bateria de sódio-enxofre, fluir da bateria), etc., existem diferentes problemas, não pode atender o armazenamento em massa barato, seguro, de alta densidade de energia e elevados requisitos de estabilidade expressos Yi Cui: Teste de armazenamento em massa vai aPOS bateria hidrogénio manganês da presente invenção Terá um impacto importante e aliviará ainda mais as graves emissões de carbono e poluição do ar provocadas pelos combustíveis fósseis tradicionais.
No campo do armazenamento de energia de grande escala, a fim de alcançar este objectivo, os cientistas desenvolveram uma grande quantidade pode ser dito que um sistema eficaz de baterias, incluindo baterias de lítio, baterias ácidas de chumbo, baterias de fluxo, baterias de enxofre de sódio, da bateria de metal líquido e assim por diante. No entanto, essas baterias não têm baixa densidade de energia, ciclo de vida curto, alto custo, condições de trabalho adversas e um longo caminho a percorrer em aplicações práticas.
Os principais fatores limitantes para vários sistemas de bateria incluem, em termos de densidade de energia, a bateria de chumbo-ácido é de apenas 30-50 Wh / kg, e a bateria de fluido também é <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 acordo com as recomendações atuais do Departamento de Energia dos Estados Unidos, pode ser usado para grande escala bateria de armazenamento de energia tem de cumprir as seguintes condições: uma hora de energia de carga-descarga pode ser inferior a 20 kW podem suportar pelo menos 5000 carga-descarga, e vida de serviço não inferior a 10 anos. a partir de um ponto de vista prático, para satisfazer as condições acima não é o preço da bateria deve ser superior a US $ 2.000, ou seja, o preço por quilowatt-hora de armazenamento de energia deve ser abaixo de US $ 100.
Professor Cui Yi apresentou uma nova idéia há três anos - de manganês e de hidrogênio foram usados como positivo e negativo, para fazer eletrólito água, em teoria, deve ser capaz de alcançar o armazenamento de energia em larga escala na densidade de energia, preço e outros aspectos da vida rigorosos requisitos., sob a orientação do professor Cui Yi, que realizaram mais de três anos de pesquisa e experimentação no teste de nacionalidade pós-colega chinês em Chen da Universidade de Stanford. Chen disse que a bateria de hidrogênio para o dispositivo e os parâmetros depois de experimentos repetidos testes fazer nada menos do que mil vezes, eles finalmente tem um condições do dispositivo de teste e otimizadas para obter excelente desempenho da bateria. esta bateria recém-desenvolvido pode ainda não está claro após a carga repetida e descarregar 10.000 vezes Decaimento, a vida da bateria alcançou uma ordem de aumento de magnitude com base nos métodos de armazenamento de energia principais existentes.
Cui Wei Laboratório Pós-Doutorado Pesquisador Chen Wei Mostra Bateria Protótipo
O protótipo dos novos cerca de 3 polegadas de altura pilhas de manganês estão disponíveis atualmente produzir hidrogênio em cerca de 20 miliwatts (MWh) de energia, o que é quase o nível de energia em um chaveiro de flash LED. No entanto, o experimento acreditam que esta Depois que a tecnologia original for aprimorada, espera-se que ela realize a industrialização do armazenamento de energia em grande escala no futuro próximo.
Yi Cui disse tecnologia ainda está em fase experimental, que é TF protótipo experimental para outras optimizações principalmente em dois aspectos, um para aumentar a densidade de energia da bateria, o segundo é o de reduzir o custo da bateria. Por exemplo, na anteriormente platina como catalisador utilizado no experimento, e agora considerar para encontrar alternativas mais baratas. e após a obtenção de otimização, o grupo de pesquisa continuará a ser teste de escala relevante e piloto. Professor Cui Yi tem sido feito patentes relacionadas, ea empresa foi estabelecida, o preparatório Industrialização
Cui Yi em vista, a grande escala o tamanho do mercado de armazenamento de energia global de até um trilhão de dólares, uma vez que a bateria de manganês hidrogênio pode ser esperado para alcançar como aplicações industriais, ele vai fazer energia limpa rede mais estável, e traz desenvolvimento sócio-económico importante. grandes usinas de energia limpa, pequena energia elétrica residencial para áreas residenciais e são susceptíveis de beneficiar dele. por outro lado, a aplicação industrial de veículos elétricos a bateria de hidrogênio manganês também será possível fazer outra abordagem universal, pode fornecer uma rede de energia estável para atingir esse objetivo Possibilidade
