Keperluan untuk tenaga yang boleh diperbaharui berkembang pesat, ketika negara-negara di seluruh dunia - termasuk Swiss - meningkatkan usaha mereka untuk memerangi perubahan iklim, mencari alternatif untuk bahan bakar fosil dan mencapai sasaran peralihan tenaga yang ditetapkan oleh pemerintah mereka. Tetapi tenaga boleh diperbaharui tidak dapat dimasukkan ke dalam grid kuasa dengan cekap sehingga ada cara untuk menyimpannya dalam skala besar.
"Sebilangan besar bentuk tenaga boleh diperbaharui bergantung pada keadaan cuaca, yang mengakibatkan turun naik besarnya daya yang mereka berikan," kata Danick Reynard, Ph.D. pelajar di Makmal Elektrokimia Fizikal dan Analisis EPFL (LEPA). "Tetapi grid kuasa tidak dirancang untuk menguruskan turun naik jenis ini." Hidrogen, kerana dapat membekalkan tenaga secara konsisten tanpa mengira cuaca, kini menarik perhatian.
Para saintis LEPA telah bekerja selama beberapa tahun untuk menangani dua cabaran pengeluaran hidrogen bersih dan penyimpanan tenaga. Mereka baru saja melancarkan sistem baru yang menggabungkan bateri aliran redoks konvensional - saat ini salah satu kaedah yang paling menjanjikan untuk penyimpanan tenaga pegun skala besar - dengan reaktor pemangkin yang menghasilkan hidrogen bersih dari cecair yang mengalir melalui bateri. Sistem LEPA sama cekap dengan sistem konvensional tetapi menawarkan fleksibiliti dan kapasiti penyimpanan tenaga yang lebih besar. Ia juga menghasilkan hidrogen bersih dengan kos yang lebih rendah. Penyelidikan saintis muncul di Sel melaporkan Sains Fizikal.
Bateri aliran redoks memegang janji paling besar untuk simpanan tenaga
Bateri aliran redoks terdiri daripada dua tangki yang dipisahkan oleh sel elektrokimia. Dua cecair elektrolit yang sangat konduktif — satu dengan muatan positif, satu dengan muatan negatif — beredar melalui tangki dan melewati sel untuk mencetuskan reaksi kimia di mana elektron ditukar. Bateri ini menyimpan tenaga dalam bentuk elektrokimia, seperti bateri lithium-ion yang digunakan dalam telefon pintar, tetapi dengan jangka hayat yang lebih lama dan dengan keupayaan penjanaan dan penyimpanan tenaga yang fleksibel, yang bermaksud mereka dapat bertindak balas dengan cepat terhadap turun naik bekalan dan permintaan tenaga.
Untuk membuat sistem mereka, para saintis LEPA mengambil bateri aliran redoks konvensional dan meningkatkannya dengan menambahkan dua reaktor pemangkin. Reaktor ini menghasilkan hidrogen dari cecair yang beredar melalui tangki. "Hidrogen dibuat melalui proses pemangkin yang menggunakan tenaga dari bateri untuk memisahkan molekul air menjadi dua komponennya, hidrogen dan oksigen," kata Reynard. "Tetapi hidrogen ini dapat dianggap bersih hanya jika tenaga yang digunakan untuk mengisi bateri dapat diperbaharui."
Hidrogen bersih, tulen dengan kapasiti penyimpanan yang lebih baik dan fleksibel
LEPA teknologi menawarkan beberapa kelebihan untuk pengeluaran hidrogen dan penyimpanan tenaga. Dengan bateri aliran redoks konvensional, apabila ia dicas sepenuhnya, ia tidak dapat menyimpan tenaga lagi. “Bagaimanapun, dalam sistem kami, apabila bateri dicas sepenuhnya, ia boleh menyahcas cecair ke dalam reaktor luaran. Ia seterusnya menjana hidrogen yang boleh disimpan dan digunakan kemudian, membebaskan ruang penyimpanan dalam bateri itu sendiri, "kata Reynard.
Hidrogen yang dihasilkan oleh sistem LEPA tulen dan hanya perlu dikeringkan dan dimampatkan untuk penyimpanan yang optimum. Sistem itu juga lebih selamat daripada sistem konvensional, kerana ia menghasilkan oksigen dan hidrogen secara berasingan dan bukannya secara serentak, jadi ada risiko letupan yang lebih sedikit.
Masa depan stesen pengisian kenderaan hidrogen?
Teknologi LEPA sangat berguna dalam aplikasi pengangkutan. Semakin banyak pemandu yang menggunakan kenderaan elektrik, permintaan elektrik dan hidrogen bersih akan melambung tinggi. Mengecas kenderaan ini memberi tekanan pada grid kuasa dan membuat lonjakan beban yang sukar untuk dirancang oleh operator grid. "Menurut data 2020 dari Pejabat Tenaga Persekutuan Swiss, sektor pengangkutan menyumbang sekitar 33% penggunaan tenaga di Switzerland," kata Reynard. "Baterai kami, selain menghasilkan hidrogen, juga dapat berfungsi sebagai penyangga untuk melancarkan puncak permintaan tersebut."
ELE Kali
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsKit Reka Bentuk Baru Membuka Pintu untuk Generasi Cip seterusnya
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsApakah Manfaat dan Kes Penggunaan SiC mosfet?
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInfineon Menyokong Pembangunan Ekosistem dalam Pertanian Hijau
-
ELE Kalihttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsPeranti Lipat Samsung Galaxy Z Terkini, Keluar Sekarang