本文讨论了利用一种新型电池储能电池技术的可行性对于能源存储应用程序,专门为可再生能源存储。
图片来源:Flegere / Shutterstock.com
关于全球变暖和气候变化的担忧上升加速向可再生能源的过渡。然而,从可再生能源如风能发电不像化石燃料的能源,这增加了高效的能源存储解决方案的重要性,比如电池,可再生能源的有效利用。
缺点现有的电池用于可再生能源存储
目前,电池用于可再生能源存储生产使用稀土材料,如钴、石墨和锂。欧洲杯足球竞彩大量的这些材料将被要求在未来几十年实现气候中立。欧洲杯足球竞彩
然而,大规模的提取这些材料在技术上具有挑战性,昂贵的,对环境有害。欧洲杯足球竞彩例如,锂提取会导致土壤退化,负面影响的生态系统,生物多样性丧失,水资源短缺。
此外,锂离子电池的生产应用最广泛的储能应用由于其能量密度相对较高,效率,安全日益成为昂贵的锂由于成本上升。
在过去的几年里,锂已被广泛用于不同的电子产品,包括电动汽车,这大大增加了对锂的需求。因此,低成本的电池技术的识别与更高的能量密度是必要的,以减少大规模的可再生能源固定存储系统的成本。
硫化钠作为一个潜在的解决方案
室温硫化钠被认为是其中一个最合适的电池技术的电网、高能量密度、低成本的固定存储系统由于高理论能力和丰富的钠和硫。
电池储能电池是一个高温电池,在300年oC温度和由熔硫和熔融钠作为正负电极,分别和固体钠氧化铝陶瓷作为电解液。这些电池可以使用无毒和廉价的材料建造。欧洲杯足球竞彩例如,钠可以处理大量的海水。
然而,快速能力衰退和低能力由于穿梭效应多硫化合物和硫的绝缘特性,和低加载活性物质硫量,通常低于60%,在阴极限制使用硫化钠在实际能源存储应用程序。
在最近的一项研究发表在杂志上先进材料欧洲杯足球竞彩,研究者合成原子水平dual-active站点催化剂披上sulfur-doped石墨烯框架硫质量负载最高的80.9 wt. %作为小说阴极实现高性能室温硫化钠。
图片来源:P5h / Shutterstock.com
透射电子显微镜(TEM)、扫描TEM(茎),x射线衍射(XRD)、x射线光电子能谱(XPS)和x光吸收光谱(xa)进行的合成样品。研究人员还进行了密度泛函理论计算。
小说的室温电池储能电池阴极显示的初始容量1017 mAh g−1和保留高容量505 mAh g−11000个周期后0.1 g−1。130 mAh的保留能力大大高于g1能力的商业锂钴氧化物阴极用于锂离子电池。
此外,电池显示异常稳定,容量衰减率0.05%在室温下周期超过1000周期。此外,自动分散双网站系统生成的一个意想不到的,离域电子效应,阻碍了聚硫穿梭效应,提高硫的反应性和反应的可逆性钠和硫。
这些电池可以回收,导致对环境的影响可以忽略不计。材料成分优化仍然是一个重大的挑战在这个电池技术的发展。
这部小说的商业生存能力——电池储能电池技术
该技术将大大降低电池生产的成本。例如,锂钴氧化物阴极的费用387 W h公斤1能量密度几乎是10000美元/ t,而硫的成本只有150美元/ t和电池储能电池的能量密度是2600 W h公斤1。
然而,这个电池工业规模生产的可行性直到现在还未确定。目前,研究人员正在制作囊细胞评估技术为工业规模的生产。
结论和未来的前景
总而言之,硫化钠与高性能dual-site阴极可以有效利用低成本大规模固定能源存储系统。然而,还需要更多的研究成功开发回收的技术重新激活电池。
此外,更多这样的电池技术必须开发具有高的能量密度,可以制造一种廉价的方式使用可再生能源丰富的自然资源,以进一步降低存储成本。研究人员必须与行业伙伴合作解决的挑战对这些小说的成功商业化的电池技术。
从AZoM:新进展与铵阳离子不含金属的电池
引用和进一步阅读
张,B.-W。曹,L。唐,C。棕褐色,C。程,N。赖,W.-H。王,y。程,Z.-X。盾,J。香港,Y。、窦S.-X。、赵、美国(2022年)。自动分散Dual-Site阴极创纪录的高硫质量负载的高性能室温硫化钠。先进材料欧洲杯足球竞彩,35岁,2206828。https://doi.org/10.1002/adma.202206828
科学家提出一个革命性的电池储能电池(在线)可用//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=22269(2023年1月16日通过)
本纪念册,Y。、Thirunavukkarasu m (2021年)。技术经济比较评估离网混合可再生能源系统的电气化的偏远地区。可再生能源系统的设计、分析和应用,199 - 247。https://doi.org/10.1016/b978 - 0 - 12 - 824555 - 2.00027
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。