Vety -bromiparisto - Hydrogen-bromine battery

Vety-bromi akku on ladattava virtausakku jossa vetybromidi (HBr) toimii järjestelmän elektrolyytti . Aikana latausjakson, kuten teho virtaa pinon, H 2 muodostetaan ja tallennetaan erilliseen säiliöön. Kemiallisen reaktion lisätuote on HBr 3 , joka on myös elektrolyytti ja sekoitetaan samaan säiliöön kuin HBr. Purkausjakson aikana H 2 kulutetaan ja energiaa tuotetaan. H 2 yhdistetään uudelleen HBr 3 ja järjestelmä palaa sen alkuvaiheessa säiliö on täynnä HBr. Elektrolyytti ei hajoa prosessin aikana ja järjestelmä on itsenäinen ilman päästöjä.

Tämän akun ensimmäinen suurennettu versio, 50 kW/100 kWh järjestelmä, on otettu käyttöön Rotemin teollisuuspuistossa Israelissa. Kaupallinen beta -järjestelmä, jonka koko on 150 kW/900 kWh, on tarkoitus ottaa käyttöön kesäkuussa 2016 konsortiossa, johon kuuluvat AREVA , Schneider Electric ja EnStorage.

Akun tärkein etu on sen hinta. Bromi on halpaa, ja sitä tuotetaan maailmassa vuosittain yli 400 000 tonnia. Elektrolyytin hinta on noin 20 dollaria/kWh. Muita etuja ovat käyttö edullisilla kalvoilla ja suuri tehotiheys verrattuna muihin virtausparistoihin.

Erilainen lähestymistapa akun perustuu laminaarisen virtauksen erottamiseksi kahden materiaalin sijasta kalvo, saattamalla neste bromi kanssa vedyn kaasun sähköntuotantoon. Ensimmäinen tällainen akku pumpataan bromin grafiitti katodi ja bromivetyhappo alle huokoinen anodi yhdessä vetykaasun kanssa. Laite toimi huoneenlämpötilassa, ja sen suurin tehotiheys oli 0,795 wattia kuutiosenttimetriä kohti. Havaittu suorituskyky vastasi kemiallisia reaktioita kuvaavan matemaattisen mallin ennusteita. Mitään kalvotonta järjestelmää ei ole laajennettu lähinnä kasvien monimutkaisuuden tasapainon vuoksi.

Käynnissä on Euroopan unionin rahoittama hanke, joka sisältää bromivetyakkujen asentamisen Hinnøyan saariryhmään. Vuonna 2019 käynnistetty hanke on uusiutuvan energian järjestelmä, jossa on useita lähteitä. Sen on määrä toimittaa vuonna 2021.

Bromi on suhteellisen halpaa, ja Yhdysvalloissa tuotetaan vuosittain yli 243 000 tonnia ilman kalvoa, mikä vähentää kustannuksia ja pidentää akun käyttöikää.

Sovellukset

HBr -redox -virtausakut ovat optimaalisia sovelluksiin, jotka vaativat päivittäisiä purkausjaksoja pitkäkestoisille purkausjaksoille (eli 6–12 tuntia päivässä) suhteellisen pitkäksi (eli 10–20 vuodeksi). Tyypillisiä sovelluksia ovat uusiutuvien energialähteiden integrointi, infrastruktuuri -investointien lykkääminen, huippuhallinta ja mikroverkot.

Erityisesti uusiutuvien energialähteiden osalta tarvitaan edullista energian varastointia, jotta uusiutuvat energialähteet, joilla on vaihteleva ja jopa ajoittainen tuotanto, kuten aurinko- ja tuulivoima, voidaan ottaa käyttöön . Varastointi puskuroi uusiutuvan energialähteen vaihtelevaa tuotantoa, jolloin tällaisia ​​lähteitä voidaan pitää lähtötehona. H2-Br2-virtausakun haittoja ovat alhainen energiatiheys (pienempi kuin litiumioniakkujen) ja monimutkainen tasapaino. Nämä haitat estävät H2-Br2-virtausparistojen käytön kuljetussovelluksissa. Seuraava vaihe vety-bromivirtausakun kehittämisessä on vetybromaatti-virta-akku.

"Suorituskyvyn arviointi regeneratiivisen vety-bromipolttokennon", Haley Kreutzer, Venkata Yarlagadda ja Trung Van Nguyen, J. Electrochem. Soc. 2012, osa 159, numero 7, F331-F337

Edut

HBr -redox -virtausakun valmistukseen ei käytetä harvinaisia ​​metalleja, kuten litiumia ja kobolttia .

Viitteet

  • Tolmatšov, Juri V .; Piatkivskyi, Andrii; Ryzhov, Victor V .; Konev, Dmitri V .; Vorotyntsev, Mihail A. (2015). "Energiajakso, joka perustuu suuritehoiseen vesipitoiseen akkuun ja sen mahdolliseen käyttöön täysin sähkökäyttöisissä ajoneuvoissa ja suorassa auringon ja kemian välisen energian muuntamisessa". Solid State Electrochemistry -lehti . 19 (9): 2711–2722. doi : 10.1007/s10008-015-2805-z .
  • Mody, Cyrus CM (2016). "Vähän tunnettu historia Jack Kilbyn onnettomuudesta aurinkoenergiassa". IEEE -spektri . 53 (10): 50–55. doi : 10.1109/MSPEC.2016.7572539 .
  • https://www.elestor.nl/projects/