Srautinės baterijos (angl. flow baterries) gali padėti išsaugoti didelį energijos kiekį ir būti ypač naudingos vystant atsinaujinančią energetiką, tačiau vis dar reikia išspręsti keletą svarbių klausimų. Stanfordo inžinieriai sukūrė naujo tipo srautinę bateriją, kuri gali būti kintamo dydžio, saugi, efektyvi, nebrangi ir naudojanti metalo mišinį, kuris išlieka skysto pavidalo ir kambario temperatūroje.
Srautinėje baterijoje katodas ir anodas yra skystos formos ir jie yra laikomi išoriniuose rezervuaruose, o kai reikia, pumpuojami į baterijos vidų. Čia du skysčiai yra atskirti membranos, kuri selektyviai leidžia jiems keistis elektronais ir tokiu būdu kaupti bei išlaisvinti energiją.
Tokie prietaisai ateityje gali būti naudojami saugoti dideliems energijos kiekiams. Deja, bet naudojamos cheminės medžiagos dažnai būna toksiškos, brangios ir sunkiai tvarkomos. Stanfordo tyrėjų komanda norėjo įveikti šias problemas ir, naudodami unikalų medžiagų derinį, sukūrė naujo tipo srautinę bateriją.
Diagrama, parodanti kaip veikia Stanfordo komandos naujoji skysto metalo srautinė baterija
©Antonio Bacligas ir kt. | www.cell.com
Pirma ir svarbiausia, kad skystis, naudojamas kaip neigiama baterijos pusė, yra iš natrio ir kalio lydinio. Šis mišinys kambario temperatūroje išlieka skysto metalo pavidalo ir teoriškai tiekia mažiausiai 10 kartų daugiau energijos, palyginus su kitais skysčiais, kurie buvo naudojami srautinėse baterijose. Teigiamoje baterijos pusėje komanda išbandė keturis skirtingus, vandens pagrindo, skysčius.
Antroji nauja medžiaga yra naudojama baterijos viduje, pačioje membranoje. Komanda sukūrė keraminę membraną iš kalio ir aliuminio oksido, kuri atskiria teigiamus ir neigiamus skysčius, tuo pačiu išlaikydama srovę tarp jų.
Naujas ir neįprastas anodo ir naujos membranos derinys, kaip praneša tyrėjai, du kartus viršija maksimalią kitų srautinių baterijų įtampą, o tai reiškia, kad ši srautinė baterija pasižymi geresniu bendru energijos tankiu ir mažesnėmis gamybos sąnaudomis. Sukurtas komandos prototipas išliko stabilus ir po tūkstančių darbo valandų.
„Naujos kartos baterijų technologija turi pasižymėti tokia gausybe skirtingų rodiklių: gera kaina, našumu, dydžiu, eksploatacijos trukme, saugumu ir taip toliau, – sakė tyrimo bendraautorius Antonio Bacligas. – Mes labai jaudinamės, nes manome, kad mūsų technologija turi daugybę galimybių įvykdyti visas šias sąlygas.“
Siekiant patobulinti baterijos dizainą, mokslininkai teigia, kad ateityje jie gali keisti membranos storį arba teigiamoje baterijos pusėje naudoti ne vandens pagrindo skysčius.
Tyrimo rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Joule“.
