चिनी संशोधकांनी कमी खर्चाच्या आयर्न फ्लो बॅटरीमध्ये आशादायक प्रगती नोंदवली

गॅरेजसाठी नव्हे, तर ग्रिडसाठी उद्देशित बॅटरी दावा

चीनमधील संशोधकांचे म्हणणे आहे की त्यांनी अशी पूर्णपणे आयर्न-आधारित फ्लो बॅटरी रसायनशास्त्र विकसित केले आहे, जे दीर्घकालीन ऊर्जा साठवणुकीसाठीचा विचार लक्षणीयरीत्या मजबूत करू शकते. 1 एप्रिल रोजी Advanced Energy Materials मध्ये प्रकाशित झालेल्या कामात एका अल्कलाइन ऑल-आयर्न फ्लो बॅटरीचे वर्णन आहे, जी लेखकांच्या मते 6,000 पेक्षा जास्त चार्ज आणि डिस्चार्ज सायकल्स क्षमता घसरण न होता सहन करू शकली, आणि लिथियम-आधारित पर्यायांपेक्षा खूपच स्वस्त साहित्य वापरत होती.

जर हे निष्कर्ष व्यापक चाचणी आणि व्यावसायिकीकरणात टिकले, तर त्याचे महत्त्व सरळ आहे: ग्रिड ऑपरेटर्सना अशा साठवण प्रणालींची गरज आहे ज्या दीर्घ काळ चालू शकतील, वारंवार सायकल होतील, आणि मुबलक साहित्यावर अवलंबून असतील. लोह हे अनेक महत्त्वाच्या खनिजांपेक्षा या गरजेला अधिक चांगले जुळते, कारण ते स्वस्त, व्यापकपणे उपलब्ध, आणि आधीपासूनच मोठ्या औद्योगिक पुरवठा साखळ्यांमध्ये वापरले जाते.

आयर्न फ्लो बॅटरींकडे लक्ष का जाते

फ्लो बॅटऱ्या इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये आणि अल्पकालीन स्थिर साठवणीत वर्चस्व असलेल्या लिथियम-आयन प्रणालींपेक्षा वेगळ्या आहेत. फक्त घन इलेक्ट्रोडमध्ये ऊर्जा साठवण्याऐवजी, त्या टाक्यांमध्ये साठवलेल्या द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सवर अवलंबून असतात, जे प्रणालीतून पंप केले जातात. आकार आणि वजन जितके महत्त्वाचे नसतात, तितके टिकाऊपणा, सुरक्षितता, आणि साठवण कालावधी वाढवण्याची क्षमता महत्त्वाची असते अशा ग्रिड वापरांसाठी ही रचना आकर्षक ठरू शकते.

ऑल-आयर्न फ्लो बॅटऱ्या बऱ्याच काळापासून आशादायक पर्याय मानल्या जात आहेत, पण कामगिरीतील तडजोडींनी त्यांची प्रगती मर्यादित केली आहे. स्रोत मजकुरात दिलेल्या अभ्यास-सारांशानुसार, दोन सततच्या समस्या म्हणजे खराब इलेक्ट्रोकेमिकल रिव्हर्सिबिलिटी आणि लिगँड क्रॉसओवर, ज्यामुळे दीर्घकालीन सायकलिंग स्थिरता कमकुवत होते. प्रत्यक्षात याचा अर्थ प्रणाली वारंवार वापरात स्थापित पर्यायांशी स्पर्धा करण्याइतकी टिकू शकत नाही असा होतो.

नव्या अभ्यासात काय बदलल्याचे सांगितले आहे

नोंदविलेल्या प्रगतीचे केंद्र बॅटरीच्या अनोलाइट डिझाइनवर आहे. संशोधकांच्या म्हणण्यानुसार, त्यांनी मोठ्या स्टेरिक अडथळ्यासह आणि नकारात्मक चार्ज असलेल्या संरक्षक थरासह एक आयर्न कॉम्प्लेक्स तयार केला. घोषित उद्दिष्ट दोन मार्गांनी स्थिरता सुधारणे हे होते: इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री अधिक मजबूत बनवणे आणि मेम्ब्रेन पर्मिएशन व इतर अनावश्यक क्रॉसओवर कमी करणे.

स्रोत मजकुरानुसार, टीमने 12 सेंद्रिय लिगँड्सपासून सुरुवात केली, 11 वेगवेगळे आयर्न कॉम्प्लेक्स तयार केले, आणि अनेक फेऱ्यांच्या स्क्रीनिंगनंतर [Fe(HPF)BHS]4− म्हणून ओळखला गेलेला एक कॉन्फिगरेशन निवडला. पेपरच्या सारांशात, त्या आवृत्तीने 80 mA cm−2 करंट डेनसिटीवर 6,000 पेक्षा जास्त सायकल्स पार करत, लेखकांनी रेकॉर्ड-ब्रेकिंग सायकलिंग स्थिरता म्हणून वर्णन केलेले परिणाम दिले.

व्यावसायिक कथेसाठी कामगिरी जितकी महत्त्वाची आहे, तितकीच किंमतही आहे. त्या उमेदवाराचे म्हणणे आहे की साहित्याचा खर्च लिथियम-आधारित पर्यायांपेक्षा सुमारे 80 पट कमी आहे. किंमत तुलना नेमकी काय मोजत आहे, कोणत्या प्रमाणावर, आणि कोणत्या पुरवठा-गृहितांखाली, यावर अवलंबून असल्याने या आकड्याकडे काळजीपूर्वक पाहिले पाहिजे. तरीही दिशा स्पष्ट आहे: मोठ्या प्रमाणातील साठवणीसाठी साहित्यखर्च आयर्न-आधारित रसायनशास्त्र लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते, असा मजबूत युक्तिवाद हा अभ्यास करतो.

दीर्घकालीन साठवणीसाठी पर्यायांची गरज का आहे

वारा आणि सौर ऊर्जेचा मोठा वाटा असलेल्या वीज व्यवस्थांना आता फक्त छोटी खिंड भरून काढण्यापेक्षा अधिक करू शकणाऱ्या साठवणीची गरज आहे. त्यांना ऊर्जा दीर्घ वेळेच्या चौकटीत हलवू शकणाऱ्या, वारंवार सायकल होणाऱ्या, आणि व्यवस्थापनीय सुरक्षितता व पुरवठा-साखळी जोखमींसह चालणाऱ्या प्रणालींची गरज आहे. म्हणूनच लिथियम-आयन सध्या तैनातींवर प्रभुत्व राखत असले तरी फ्लो बॅटऱ्या वारंवार चर्चेत परत येतात.

एक आयर्न-आधारित फ्लो डिझाइन विशेषतः आकर्षक आहे, कारण ते अशा बाजार विभागाला लक्ष्य करते जिथे कमी खर्च, टिकाऊ, न जळणाऱ्या प्रणाली ऊर्जा घनतेपेक्षा अधिक महत्त्वाच्या ठरू शकतात. युटिलिटीज आणि ग्रिड नियोजक कमाल ऊर्जा वाहन-आकाराच्या लहान जागेत बसवण्यापेक्षा, अनेक वर्षे विश्वासार्ह राहतील अशी साठवण मालमत्ता उभारण्याबद्दल अधिक चिंतित असतात.

अजून काय अनिश्चित आहे

सर्वात महत्त्वाचा इशारा म्हणजे यशस्वी अभ्यास आणि बँकेबल उत्पादन यांमधील दरी. स्रोत सामग्री स्वतःच संशयाची नोंद करते, आणि तो संशय योग्य आहे. प्रयोगशाळेतील कामगिरी, ती कितीही प्रभावी असली तरी, आपोआप तयार करणे, वित्तपुरवठा करणे, देखभाल करणे, आणि मोठ्या प्रमाणावर तैनात करणे सोपे अशा व्यावसायिक प्रणालींमध्ये रूपांतरित होत नाही.

दृश्यतेचीही उणीव आहे. दिलेल्या मजकुरात नमूद केले आहे की या संशोधनाला व्यापक मुख्य प्रवाहातील कव्हरेज मिळालेले नाही, जरी त्याचे परिणाम मोठे असले तरी. याचा अर्थ दावा अतिशयोक्तीपूर्ण आहे असे नाही, पण यावरून हे तंत्रज्ञान अजून सार्वजनिक पडताळणीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात असल्याचे दिसते. गुंतवणूकदार, युटिलिटीज, आणि विकासक त्याला जवळच्या काळातील विघटन म्हणून मानण्यापूर्वी स्वतंत्र पुष्टी, ऑपरेशनल डेटा, आणि स्पष्ट खर्च-हिशोब पाहू इच्छितील.

लक्ष ठेवण्यासारखी घडामोड

या सावधानता असूनही, अभ्यास उल्लेखनीय आहे. ग्रिड साठवण हे ऊर्जा संक्रमणातील मुख्य अडथळ्यांपैकी एक आहे, आणि बाजाराला एकापेक्षा अधिक रसायनशास्त्रांची गरज आहे. एक टिकाऊ ऑल-आयर्न फ्लो बॅटरी हा अर्थपूर्ण भर ठरेल, कारण ती क्षेत्राच्या सर्वात कठीण गरजांच्या संयोगाला थेट लक्ष्य करते: कमी खर्च, जास्त कालावधी, दीर्घ सायकल आयुष्य, आणि साहित्य मुबलकता.

तत्काळ takeaway म्हणजे लिथियमचा अंत झाला आहे असे नाही. उलट, संशोधकांनी मोठ्या स्थिर साठवणीसाठी सर्वात विश्वासार्ह पर्यायांपैकी एक सुधारला असावा. पुढील चाचण्यांनी टिकाऊपणा आणि खर्चाच्या दाव्यांना पुष्टी दिल्यास, हे काम ग्रिडकडे पुढे जाणाऱ्या पुढील गंभीर नॉन-लिथियम साठवण तंत्रज्ञानाच्या लाटेचा भाग ठरू शकते.

हा लेख CleanTechnica च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.