Pozrite si
Výskumníci z Harvard Paulson School identifikovali celú novú triedu vysoko výkonných organických molekúl, inšpirovaných vitamínom B2. Nájdu uplatnenie v takzvaných prietokových batériách (flow battery/redox flow battery).
Energia v prietokových batériách sa uskladňuje v externých zásobníkoch. Výhodou je, že kapacita batérií je obmedzená hlavne veľkosťou týchto nádrží (a samozrejme aj vlastnosťami elektrolytu), preto sú výhodné pre veľkokapacitné úložiská a výkonné záložné zdroje.
V súvislosti s prietokovými batériami zaujala aj nemecká firma nanoFlowCell, keď na autosalóne Ženeva 2014 predstavila špeciál Quant e-Sportlimousine, ktorý má byť poháňaný morskou vodou.
Vývoj na Harvarde nadväzuje na predchádzajúci výskum, ktorý priniesol vysokokapacitné batérie ukladajúce energiu v organických molekulách zvaných chinóny, s prídavkom ferokyanidu.
Tento postup bol prelomovým okamihom, pretože priniesol prostriedok pre vysokovýkonné, nehoroľavé, netoxické, nekorozívne a lacné elektrolyty vhodné pre rozsiahle, nízkonákladové elektrické úložiská.
Vedci hľadali aj ďalšie zlúčeniny v snahe zlepšiť výkonové charakteristiky batérií, ale bez väčších úspechov. Po preskúmaní rádovo miliónu chinónov sa nakoniec podarilo vyvinúť novú triedu elektrolytov pre batérie, ktorá znamená významný pokrok, uviedol autor štúdie, doktorand Harvardu Kaixiang Lin. Výskum bol publikovaný v časopise Nature Energy.
Profesor Michael Aziz z Harvard School of Engineering and Applied Sciences, jeden z autorov výskumu chinónových flow batérií.
V najnovšom výskume sa vedecký tím inšpiroval vitamínom B2. Ten pomáha uskladňovať energiu z potravy v tele. Kľúčový rozdiel medzi vitamínom B2 a chinónmi je, že na zachytávaní a uvoľňovaní elektrónov sa podieľajú namiesto atómov kyslíka, atómy dusíka.
Nové molekuly podobné vitamínu B2 s niekoľkými „vylepšeniami“, sú vhodné pre alkalické flow batérie. Majú vysokú stabilitu a rozpustnosť a poskytujú vysoké napätie a veľkú skladovaciu kapacitu. Keďže vitamíny sú pomerne jednoduché molekuly, môžu byť vyrábané vo veľkom za veľmi priaznivé ceny.
Výskumný tím flow batérií z Harvardu. Prof. Roy Gordon druhý zľava, profesor Michael Aziz druhý sprava.
„Navrhli sme tieto molekuly, aby vyhovovali potrebám našich batérií. V skutočnosti to ale bola príroda, ktorá ukázala ako týmto spôsobom ukladať energiu“, povedal Prof. Roy Gordon, spoluautor výskumu.
Tím bude pokračovať v skúmaní chinónov, aj nových molekúl, s cieľom získať vysokovýkonné, lacné prietokové batérie s dlhou životnosťou. Výsledky tohto výskumu síce nezužitkujeme vo svojich smartfónoch, ani v notebookoch, ale v automobiloch možno áno.
A určite pomôžu v podobe veľkých energetických úložísk stabilizovať rozvodné siete pri čoraz väčšom využívaní solárnych a veterných fariem.
Zdroj