Эксперты: Инновационная мембрана обеспечивает экономичное энергопотребление в сети
Инженеры «Oak Ridge National Laboratory» разработали важнейший компонент для нового типа недорогой стационарной аккумуляторной системы, использующей распространенные материалы и предназначенные для хранения электроэнергии в сетке.
Крупные экономичные системы хранения электроэнергии могут принести пользу национальной сети различными способами: баланс нагрузки между периодами пикового и непикового спроса; подача энергии во время сбоев; хранение электроэнергии в флуктуирующих источниках, таких как энергия ветра и солнца; чрезвычайно быстрая зарядка электромобилей.
В основном сетка опирается на гидроэнергетические объекты для хранения энергии, стационарные системы с использованием литий-ионных батарей увеличиваются. Однако литий стоит дорого и в основном поставляется из стран за пределами Соединенных Штатов.
Некоторые утилиты тестируют системы с редокс-потоком (RFB), которые являются средним между обычной батареей и топливным элементом. RFB хорошо подходят для сетевых приложений, поскольку они долговечны, легко масштабируемы и быстро реагируют. Однако большинство тестируемых RFB сегодня полагаются на водную систему, которая уменьшает количество сохраненного электричества, что также называют плотностью энергии.
Неводная батарея, которая использует общие, недорогие материалы вместо воды и может хранить большее количество энергии в меньшем объеме, была приоритетной для ученых. Одним из камней преткновения стала разработка подходящей мембраны для отделения положительных и отрицательных электролитов в батарее при одновременном переносе ионов.
Эксперты «ORNL» разработали мембрану для неводного RFB на основе натрия, которая может удвоить или утроить плотность энергии, обычно наблюдаемую в RFB на водной основе. Работа финансируется Департаментом энергетики в области электроэнергетики и программой хранения энергии, а также лабораторией «ORNL».
Мембрана изготовлена из общего недорогого полимера, полиэтиленоксида (ПЭО). Его проводимость усилена в сто крат благодаря добавлению пластификатора: диэтилового эфира тетраэтиленгликоля. Однако смесь снизила механическую прочность мембраны. Чтобы компенсировать это, ученые смешали ПЭО с карбоксиметилцеллюлозой – еще одним распространенным материалом, часто используемым в качестве загустителя в пищевой промышленности. Сочетание всех трех веществ привело к созданию долговечной мембраны, которая, как ожидается, будет хорошо функционировать в высокоэнергетических батареях.
Крупные экономичные системы хранения электроэнергии могут принести пользу национальной сети различными способами: баланс нагрузки между периодами пикового и непикового спроса; подача энергии во время сбоев; хранение электроэнергии в флуктуирующих источниках, таких как энергия ветра и солнца; чрезвычайно быстрая зарядка электромобилей.
В основном сетка опирается на гидроэнергетические объекты для хранения энергии, стационарные системы с использованием литий-ионных батарей увеличиваются. Однако литий стоит дорого и в основном поставляется из стран за пределами Соединенных Штатов.
Некоторые утилиты тестируют системы с редокс-потоком (RFB), которые являются средним между обычной батареей и топливным элементом. RFB хорошо подходят для сетевых приложений, поскольку они долговечны, легко масштабируемы и быстро реагируют. Однако большинство тестируемых RFB сегодня полагаются на водную систему, которая уменьшает количество сохраненного электричества, что также называют плотностью энергии.
Неводная батарея, которая использует общие, недорогие материалы вместо воды и может хранить большее количество энергии в меньшем объеме, была приоритетной для ученых. Одним из камней преткновения стала разработка подходящей мембраны для отделения положительных и отрицательных электролитов в батарее при одновременном переносе ионов.
Эксперты «ORNL» разработали мембрану для неводного RFB на основе натрия, которая может удвоить или утроить плотность энергии, обычно наблюдаемую в RFB на водной основе. Работа финансируется Департаментом энергетики в области электроэнергетики и программой хранения энергии, а также лабораторией «ORNL».
Мембрана изготовлена из общего недорогого полимера, полиэтиленоксида (ПЭО). Его проводимость усилена в сто крат благодаря добавлению пластификатора: диэтилового эфира тетраэтиленгликоля. Однако смесь снизила механическую прочность мембраны. Чтобы компенсировать это, ученые смешали ПЭО с карбоксиметилцеллюлозой – еще одним распространенным материалом, часто используемым в качестве загустителя в пищевой промышленности. Сочетание всех трех веществ привело к созданию долговечной мембраны, которая, как ожидается, будет хорошо функционировать в высокоэнергетических батареях.
