スイスを含む世界中の国々が気候変動と戦い、化石燃料に代わるものを見つけ、政府が設定したエネルギー転換目標を達成するための取り組みを強化するにつれて、信頼できる再生可能エネルギーの必要性が急速に高まっています。 しかし、再生可能エネルギーは、大規模に貯蔵する方法がない限り、電力網に効率的に組み込むことはできません。
「再生可能エネルギーのほとんどの形態は気象条件に依存しているため、供給される電力に大きな変動が生じます」と博士号を取得したダニック・レイナードは述べています。 EPFLの物理分析電気化学研究所（LEPA）の学生。 「しかし、電力網はこの種の変動を管理するようには設計されていません。」 水素は天候に関係なく常にエネルギーを供給できるため、注目を集めています。
LEPAの科学者は、クリーンな水素製造とエネルギー貯蔵というXNUMXつの課題に数年間取り組んできました。 彼らは、従来のレドックスフロー電池（現在、大規模な定置型エネルギー貯蔵の最も有望な方法のXNUMXつ）と、電池を流れる流体からクリーンな水素を生成する触媒反応器を組み合わせた新しいシステムを発表しました。 LEPAシステムは、従来のシステムと同じくらい効率的ですが、より優れた柔軟性とエネルギー貯蔵容量を提供します。 また、低コストでクリーンな水素を生成します。 科学者の研究はに表示されます CellReports物理科学.
レドックスフロー電池は、エネルギー貯蔵に最も有望です
レドックスフロー電池は、電気化学セルで分離されたXNUMXつのタンクで構成されています。 XNUMXつの高導電性電解質流体（XNUMXつは正電荷、もうXNUMXつは負電荷）がタンク内を循環し、セルを通過して、電子が交換される化学反応を引き起こします。 これらの電池は、スマートフォンで使用されているリチウムイオン電池と同じように電気化学の形でエネルギーを蓄えますが、寿命がはるかに長く、柔軟なエネルギー生成および貯蔵機能を備えているため、電力の供給と需要の変動に迅速に対応できます。
彼らのシステムを作成するために、LEPAの科学者たちは、従来のレドックスフロー電池を採用し、XNUMXつの触媒反応器を追加することでそれを強化しました。 これらの反応器は、タンクを循環する流体から水素を生成します。 「水素は、バッテリーからのエネルギーを使用して水分子を水素と酸素のXNUMXつの成分に分解する触媒プロセスによって作られます」とレイナード氏は言います。 「しかし、この水素は、バッテリーの充電に使用されるエネルギーが再生可能である場合にのみ、クリーンであると見なすことができます。」
強化された柔軟な貯蔵容量を備えたクリーンで純粋な水素
LEPAさん テクノロジー 水素の生成とエネルギー貯蔵の両方にいくつかの利点をもたらします。 従来のレドックスフロー電池では、一度完全に充電されると、それ以上エネルギーを蓄えることができません。 「しかし、私たちのシステムでは、バッテリーが完全に充電されると、液体が外部リアクターに放出される可能性があります。 次に、後で貯蔵して使用できる水素を生成し、バッテリー自体の貯蔵スペースを解放します」とレイナード氏は言います。
LEPAシステムによって生成された水素は純粋であり、最適な保管のために乾燥および圧縮する必要があるだけです。 また、酸素と水素を同時にではなく別々に生成するため、爆発の危険性が少ないため、従来のシステムよりも安全です。
水素自動車の充電ステーションの未来は？
LEPAの技術は、輸送用途で特に役立つ可能性があります。 ますます多くのドライバーが採用するにつれて 電気自動車、電気とクリーンな水素の需要が急増します。 これらの車両を充電すると、送電網に圧力がかかり、送電網のオペレーターが計画するのが難しい負荷のスパイクが発生します。 「スイス連邦エネルギー局の2020年のデータによると、スイスのエネルギー消費量の約33％を運輸部門が占めています」とレイナード氏は言います。 「私たちのバッテリーは、水素を生成するだけでなく、その需要のピークを滑らかにするためのバッファーとしても機能する可能性があります。」
ELEタイムズ
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