یک تکنیک مبتنی بر اصول MRI به محققان این امکان را داده است که نه تنها باتری های نسل بعدی را برای ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ کار کنند ، بلکه چگونه از کار می افتند ، که به توسعه راهکارهایی برای افزایش طول عمر باتری در پشتیبانی از کمک می کند. انتقال به آینده ای با کربن صفر.
این ابزار جدید که توسط محققان دانشگاه کمبریج تهیه شده است ، به دانشمندان کمک می کند تا سیستم های باتری کارآمدتر و ایمن تری را برای ذخیره انرژی در مقیاس شبکه طراحی کنند. علاوه بر این ، این روش ممکن است برای انواع دیگر باتری ها و سلول های الکتروشیمیایی نیز به کار گرفته شود تا مکانیسم های واکنش پیچیده ای که در این سیستم ها وجود دارد ، حل شود و خطاها را تشخیص و تشخیص دهد.
محققان تکنیک های خود را روی باتری های جریان ردوکسل آلی آزمایش کردند و قول می دهند نامزدها بتوانند انرژی تجدیدپذیر کافی را در شهرهای قدرت و شهرها ذخیره کنند ، اما برای برنامه های تجاری بسیار سریع تخریب می شوند. محققان دریافتند که با شارژ باتری ها در ولتاژ پایین تر ، آنها می توانند سرعت تخریب را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و طول عمر باتری ها را افزایش دهند. نتایج در ژورنال Nature گزارش شده است .
باتری ها بخش مهمی از انتقال به دور از منابع انرژی مبتنی بر سوخت فسیلی هستند. بدون باتری هایی که قادر به ذخیره سازی در مقیاس شبکه هستند ، صرفه جویی در اقتصاد با استفاده از انرژی تجدید پذیر صرفاً غیرممکن خواهد بود. و باتری های لیتیوم یون ، در حالی که برای لوازم الکترونیکی مصرفی مناسب هستند ، به راحتی نمی توانند اندازه کافی را برای ذخیره انرژی کافی برای تأمین انرژی در کل یک شهر ، به عنوان مثال انجام دهند. مواد قابل اشتعال در باتری های یون لیتیوم نیز خطرات احتمالی ایمنی را ایجاد می کنند. هرچه باتری بزرگتر باشد ، در صورت بروز آتش سوزی احتمال آسیب بیشتر می تواند.
باتری های جریان ردوکس یکی از راه حل های ممکن برای این معمای تکنولوژیکی است. آنها از دو مخزن مایع الکترولیت ، یکی مثبت و دیگری منفی تشکیل شده اند و فقط با افزایش اندازه مخازن قابل اندازه گیری می باشند و آنها را برای ذخیره انرژی تجدیدپذیر بسیار مناسب می کنند. این باتری های با اندازه کوچک و حتی حتی ساختمان ، غیر قابل اشتعال ممکن است نقش اساسی در شبکه های انرژی سبز آینده داشته باشند .
در حال حاضر چندین شرکت در حال تولید باتری های جریان ردوکس برای برنامه های تجاری هستند که بیشتر آنها از وانادیوم به عنوان الکترولیت استفاده می کنند. با این حال ، وانادیوم گران و سمی است ، بنابراین محققان باتری در تلاشند تا باتری جریان ردوكس را براساس مواد آلی ارزان تر و با دوام تر تولید كنند. با این حال ، این مولکول ها به سرعت در حال تخریب هستند.
دکتر اوان ونبو ژائو از دپارتمان شیمی کمبریج و مقاله می گوید: "از آنجا که مولکول های آلی به سرعت در حال از بین رفتن هستند ، به این معنی است که اکثر باتری هایی که از آنها به عنوان الکترولیت استفاده می کنند ، دوام چندانی ندارند و آنها را برای برنامه های تجاری نامناسب می کنند ." نویسنده اول "در حالی که ما این را مدتی است که می دانیم ، آنچه که همیشه نفهمیده ایم این است که چرا این اتفاق می افتد."
اکنون ، ژائو و همکارانش در گروه تحقیقاتی پروفسور کلر گری در کمبریج به همراه همکاران انگلستان ، سوئد و اسپانیا دو تکنیک جدید را برای همکار کردن باتریهای جریان ردوکسل آلی ایجاد کرده اند تا درک کنند که چرا الکترولیت تجزیه می شود و آنها را بهبود می بخشد. کارایی.
محققان با استفاده از مطالعات رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) در زمان واقعی ، نوعی عملکرد MRI برای باتری ها و روش هایی که توسط گروه پروفسور گری تولید شده است ، محققان قادر به خواندن سیگنال های رزونانس از مولکولهای آلی ، چه در حالت اصلی خود بودند و آنها به مولکولهای دیگر تجزیه می شوند. این مطالعات NMR "operando" از تخریب و تخلیه خود در باتریهای جریان ردوکس بینشی در مورد سازوکارهای اساسی داخلی واکنش ها ، مانند تشکیل رادیکال و انتقال الکترون بین گونه های مختلف ردوکس فعال در محلول ها ارائه می دهد.
گری گفت: "مطالعات مکانیکی درجا در مورد باتری های جریان ردوکسل آلی ، سیستم هایی که در حال حاضر با مشکلات تخریب محدود هستند ، وجود دارد." "ما باید هم عملکرد این سیستم ها را درک کنیم و هم اینکه در صورت پیشرفت در این زمینه می خواهیم چگونه آنها را شکست دهیم."
http://bookmark-dofollow.com/story6882805/پمپ-وکیوم-آبی
