Un chimist de la Universitatea din Cincinnati, Jimmy Jiang, își imaginează un viitor în care fiecare casă este alimentată de energie regenerabilă stocată în baterii. În laboratorul său de chimie, Jiang și studenții săi au creat o nouă baterie pentru a stoca energie de la fermele eoliene și solare.
Inovații precum cea de la UC vor avea efecte profunde asupra energiei verzi, a declarat Jiang. Bateriile stochează energia regenerabilă pentru momentul în care este necesară, nu doar atunci când este produsă. Acest lucru este crucial pentru a obține cel mai mare beneficiu din energia eoliană și solară, a spus el.
„Generarea de energie și consumul de energie sunt întotdeauna dezordonate„, a spus el. „De aceea este important să avem un dispozitiv care poate stoca acea energie temporar și să o elibereze atunci când este necesară.”
Ei și-au descris noul design în Nature Communications.
Bateriile tradiționale de mașină conțin o combinație de acid sulfuric și apă. Și deși sunt ieftine și realizate din materiale ușor disponibile, au dezavantaje grave pentru utilizarea industrială sau la scară mare. Au o densitate foarte scăzută a energiei, care nu este utilă pentru stocarea de megawați necesari pentru alimentarea unui oraș.
Și au un prag scăzut pentru stabilitatea electrochimică. Jiang a explicat că asta înseamnă că pot exploda.
„Apa are un limită de tensiune. Odată ce tensiunea unei baterii apoase depășește fereastra de stabilitate de 1,5 volți, apa se poate descompune sau se poate desface în hidrogen și oxigen, ceea ce este exploziv„, a spus el.
Dar Jiang și studenții săi au dezvoltat o baterie fără apă care poate genera aproape 4 volți de putere. Designul inovator al lui Jiang face acest lucru fără un separator de membrană, care se numără printre cele mai scumpe componente ale acestor tipuri de baterii, a spus el.
„Membranele sunt extrem de scumpe„, a spus Jiang. „Am dezvoltat un nou tip de material de stocare a energiei care îmbunătățește performanța la un cost mai mic.”
De asemenea, membranele sunt ineficiente, a spus el.
„Ele nu pot separa complet părțile pozitive și negative, așa că întotdeauna există o suprapunere„, a spus el.
Grupul a depus cereri de brevet provizorii, a spus el.
„Mai este un drum lung de parcurs„, a spus Jiang.
Dar el a spus că ne îndreptăm cu repeziciune spre o revoluție a bateriilor în următorii 20 de ani.
„Sunt sigur de asta. Există multă cercetare intensă pentru a împinge limitele performanței bateriilor„, a spus el.
Studenții săi sunt la fel de entuziaști. Studentul doctoral și coautorul studiului, Rabin Siwakoti, a declarat că bateria oferă o densitate mai mare a energiei.
„Astfel că chiar și o baterie mică poate să ofere mai multă energie„, a spus el.
„Am reușit să eliminăm membrana dintr-o baterie, care este o componentă semnificativă a costurilor inițiale. Este la fel de mult ca 30% din costul bateriei,” a spus coautorul și studentul doctoral Jack McGrath.
Coautorul Soumalya Sinha, profesor vizitator la UC, a spus că țările se grăbesc să dezvolte baterii mai ieftine și mai eficiente.
„Acest design reduce semnificativ costurile materialelor„, a spus el. „Ne străduim să obținem aceeași performanță la un cost mai mic.”
Alți contribuitori includ autorul principal și cercetătorul postdoctoral UC Rajeev Gautam, studentul doctoral Xiao Wang și absolventul UC doctoral Amir Lashgari.
Citește și: Cum va atinge România neutralitatea climatică până în 2050?
