18 نوامبر 2021توسط دانشگاه لینکوپینگ
عکس پروفسور خاویر کریسپین و مهندسان محقق، اوجولا ائل و ضیاءالدین خان، در آزمایشگاهی که باتری‌های سلولی را برای اثبات این مفهوم تولید می‌کند، در آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک نشان می دهد .
فناوری ایمن، ارزان و پایدار برای ذخیره انرژی در آزمایشگاه الکترونیک آلی، دانشگاه لینکوپینگ توسعه یافته است. این بر اساس دو پیشرفت بزرگ است: ساخت الکترودهای خاص نورد شده، و نوع جدیدی از الکترولیت مبتنی بر آب. نتیجه در مجله علمی Advanced Energy and Sustainability Research منتشر شده است. این فناوری ثبت اختراع شده است و قرار است توسط شرکت اسپین آف مستقر در نورشوپینگ، Ligna Energy AB، که در اجلاس COP26 در گلاسکو جایزه بهترین “استارت آپ برای آب و هوا” را دریافت کرد، تجاری شود.
سهم فزاینده انرژی های تجدیدپذیر در ترکیب انرژی و افزایش مصرف برق در جامعه چالش های عمده ای را برای ایجاد تعادل در شبکه های تامین برق ایجاد می کند. در اصل، برق در لحظه تولید مصرف می شود و در حال حاضر گزینه های محدودی برای ذخیره مقادیر زیادی برق وجود دارد. این مشکل به ویژه در دوره های سرد، زمانی که تقاضا برای برق در بالاترین حد است، حاد است. عدم تعادل در شبکه می تواند باعث قطع برق جدی شود.
پروفسور خاویر کریسپین و همکارانش در آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک، دانشگاه لینکوپینگ، مفهومی را برای ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ ایجاد کرده اند که ایمن، ارزان و پایدار است. توان بالقوه خروجی به اندازه کافی بالا است تا این فناوری بتواند تعادل توان را در منبع برق حفظ کند.
“نتایج ما امکان ذخیره سازی انرژی آلی ایمن و سازگار با محیط زیست با چگالی توان بالا، 5 کیلووات بر کیلوگرم را فراهم می کند، جایی که الکترودها از مواد مبتنی بر چوب در ماشین چاپ ساخته می شوند. با این حال، ما باید چگالی انرژی را افزایش دهیم و این باتری های آلی ما می باشد . کریسپین می‌گوید: بهتر از ابرخازن‌های معمولی هستند و عملکردی تقریباً مشابه باتری‌های سرب اسیدی دارند، اما باتری‌های لیتیوم یونی بهتر هستند.
الکترولیت در اینجا به شکل یک ژل دیده می شود، در حالی که پایه سیاه یک الکترود لیگنین با مساحت بزرگی است که روی یک کلکتور فلزی پوشانده شده است.
تلاش‌های قبلی برای ایجاد یک سیستم پایدار برای ذخیره‌سازی انرژی مبتنی بر الکترولیت‌های آلی ارزان قیمت و مبتنی بر آب با الکترودهای مبتنی بر کربن، همگی مشکلاتی با تخلیه سریع خود داشتند و دستیابی به آن بیش از یک روز دشوار بوده است.
نتایج عالی ارائه شده در مقاله بر اساس دو پیشرفت است: نوع جدیدی از الکترولیت مبتنی بر آب، و الکترودهای ساخته شده از لیگنین، که یک محصول جانبی ارزان و آسان از تولید کاغذ است. محققان پلی الکترولیتی ساخته اند که از یک پلیمر بسیار غلیظ بر پایه آب، پلی آکریلات پتاسیم، همراه با بیوپلیمر لیگنین (به عنوان الکترود مثبت) و پلی آمید مخلوط با کربن رسانا (به عنوان الکترود منفی) تشکیل شده است.
کریسپین می‌گوید: افت ولتاژ، که تخلیه خود را اندازه‌گیری می‌کند، کمتر از 0.5 ولت در 100 ساعت است که یک رکورد جهانی برای ذخیره انرژی با الکترودهای آلی در الکترولیت‌های مبتنی بر آب است.
فناوری جدید از مواد خام ارزان قیمت استفاده می کند: نه لیگنین، نه کربن و نه پلی الکترولیت بیش از 1 USD/kg هزینه ندارند. اینها مواد به راحتی در دسترس و غیر قابل اشتعال هستند و این فناوری را می توان تا باتری های بزرگ افزایش داد. این یک راه حل پایدار برای ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ و ایمن است.
https://techxplore.com
