İsviçre de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki ülkeler iklim değişikliğiyle mücadele çabalarını hızlandırdıkça, fosil yakıtlara alternatifler buldukça ve hükümetleri tarafından belirlenen enerji dönüşümü hedeflerine ulaştıkça, güvenilir yenilenebilir enerjiye olan ihtiyaç hızla artıyor. Ancak yenilenebilir enerji, onu büyük ölçekte depolamanın bir yolu bulunana kadar elektrik şebekelerine verimli bir şekilde dahil edilemez.
Ph.D. Danick Reynard, "Yenilenebilir enerjinin çoğu türü hava koşullarına bağlı ve bu da sağladıkları güçte büyük dalgalanmalara neden oluyor" diyor. EPFL'nin Fiziksel ve Analitik Elektrokimya Laboratuvarı'nda (LEPA) öğrenci. "Ancak elektrik şebekeleri bu tür dalgalanmaları yönetecek şekilde tasarlanmamıştır." Hidrojen, hava koşulları ne olursa olsun sürekli olarak enerji sağlayabildiği için artık giderek daha fazla ilgi görüyor.
LEPA bilim adamları birkaç yıldır temiz hidrojen üretimi ve enerji depolamanın ikili zorlukları üzerinde çalışıyorlar. Şu anda büyük ölçekli sabit enerji depolama için en umut verici yöntemlerden biri olan geleneksel redoks akışlı pili, pilin içinden geçen sıvıdan temiz hidrojen üreten katalitik reaktörlerle birleştiren yeni bir sistemi kısa süre önce tanıttılar. LEPA sistemi geleneksel sistemler kadar verimlidir ancak daha fazla esneklik ve enerji depolama kapasitesi sunar. Aynı zamanda daha düşük maliyetle temiz hidrojen üretir. Bilim adamlarının araştırması ortaya çıktı Hücre Raporları Fiziksel Bilim.
Redoks akışlı piller enerji depolama konusunda en fazla vaadi taşıyor
Redoks akışlı piller, bir elektrokimyasal hücre ile ayrılmış iki tanktan oluşur. Biri pozitif yüklü, diğeri negatif yüklü iki yüksek iletken elektrolit sıvı, elektronların değiş tokuş edildiği bir kimyasal reaksiyonu tetiklemek için tankların içinden geçerek hücrenin yanından geçer. Bu piller, tıpkı akıllı telefonlarda kullanılan lityum iyon piller gibi enerjiyi elektrokimyasal formda depolar, ancak çok daha uzun ömürlüdür ve esnek enerji üretimi ve depolama yeteneklerine sahiptir; bu da güç kaynağı ve talebindeki dalgalanmalara hızlı bir şekilde yanıt verebildikleri anlamına gelir.
LEPA bilim insanları, sistemlerini oluşturmak için geleneksel bir redoks akış pilini aldılar ve iki katalitik reaktör ekleyerek onu geliştirdiler. Bu reaktörler tankların içinde dolaşan sıvıdan hidrojen üretiyor. Reynard, "Hidrojen, su moleküllerini hidrojen ve oksijen olmak üzere iki bileşenine ayırmak için pilden gelen enerjiyi kullanan katalitik bir işlemle üretiliyor" diyor. "Ancak bu hidrojen ancak pilleri şarj etmek için kullanılan enerji yenilenebilirse temiz sayılabilir."
Gelişmiş ve esnek depolama kapasitesine sahip temiz, saf hidrojen
LEPA'lar teknoloji hem hidrojen üretimi hem de enerji depolama açısından çeşitli avantajlar sunmaktadır. Geleneksel redoks akışlı piller tamamen şarj olduklarında daha fazla enerji depolayamazlar. "Ancak bizim sistemimizde pil tamamen şarj olduğunda sıvıyı harici reaktörlere boşaltabiliyor. Reynard, bunun karşılığında depolanıp daha sonra kullanılabilecek hidrojen üreterek pilin depolama alanında yer açmasını sağlıyor.
LEPA sistemi tarafından üretilen hidrojen saftır ve optimum depolama için yalnızca kurutulması ve sıkıştırılması gerekir. Bu sistem aynı zamanda geleneksel olanlardan daha güvenlidir çünkü oksijen ve hidrojeni aynı anda üretmek yerine ayrı ayrı üretir, dolayısıyla patlama riski daha azdır.
Hidrojenli araçlar için şarj istasyonlarının geleceği?
LEPA'nın teknolojisi ulaşım uygulamalarında özellikle faydalı olabilir. Giderek daha fazla sürücü benimsedikçe elektrikli araçlarelektriğe ve temiz hidrojene olan talep hızla artacak. Bu araçların şarj edilmesi, elektrik şebekeleri üzerinde baskı oluşturuyor ve yükte şebeke operatörlerinin planlamasını zorlaştıran ani artışlar yaratıyor. Reynard, "İsviçre Federal Enerji Ofisi'nin 2020 verilerine göre ulaşım sektörü, İsviçre'deki enerji tüketiminin yaklaşık %33'ünü oluşturuyor" diyor. "Pillerimiz, hidrojen üretmenin yanı sıra, bu talepteki zirveleri yumuşatmak için tampon görevi de görebilir."
ELE Zamanları
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsYeni Tasarım Kiti Yeni Nesil Çiplerin Kapısını Açıyor
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsSiC'nin Faydaları ve Kullanım Durumları Nelerdir? mosfetler?
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInfineon Yeşil Tarımda Ekosistem Gelişimini Destekliyor
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsEn Yeni Samsung Galaxy Z Katlanabilir Cihazları Çıktı