Folyékony akkumulátor: kutatók rájöttek, hogyan lehet folyadékban tárolni az elektromosságot

A Stanford Egyetem kutatói a megújuló energiatárolás területén jelentős előrelépésnek nevezhető új technológiát mutattak be, amely átalakíthatja a tiszta energia hasznosítását és felhasználását. A „folyékony akkumulátornak” nevezett innovatív megoldás ígéretes választ kínál az olyan megújuló energiaforrások időszakos jellegére, mint a nap- és szélenergia.

A módszer megnyitja az utat a fenntarthatóbb és megbízhatóbb energiahálózatok előtt, amelyek jelenleg túlnyomórészt a lítium-ionos technológiákra támaszkodnak – írja az Interesting Engineering.
Folyékony szerves hidrogénhordozók használata

A Robert Waymouth, a Robert Eckles Swain kémiaprofesszor által vezetett kutatócsoport kifejlesztett egy módszert a hidrogén folyékony formában történő hatékony tárolására. Ez a módszer kiküszöböli a hagyományos hidrogéntárolás kihívásait, amely gyakran terjedelmes és bonyolult infrastruktúrával jár.

„Új stratégiát dolgozunk ki az elektromos energia szelektív átalakítására és hosszú távú tárolására folyékony üzemanyagokban” – mondta Waymouth, a tanulmány vezető szerzője.

A csapat megközelítése a folyékony szerves hidrogénhordozók (LOHC), azaz a hidrogén felvételére és leadására képes kémiai vegyületek köré összpontosul.

Egy gondosan megtervezett katalizátorrendszer alkalmazásával a kutatók képesek voltak az elektromos energiát közvetlenül izopropanollá, folyékony alkohollá alakítani, amely nagy sűrűségű hidrogénhordozóként szolgál.

Ez a folyamat kiküszöbölte a hidrogéngáz előállításának szükségességét. Ez a hagyományos hidrogéntárolás egyik fő akadálya az alacsony energiasűrűség és a biztonsági aggályok miatt.

„Felfedeztünk egy újszerű, szelektív katalitikus rendszert is, amely gáznemű hidrogén előállítása nélkül tárolja az elektromos energiát folyékony üzemanyagban” – tette hozzá Waymouth. Ez jelentős előrelépést jelent az energiatárolás területén.

Messzemenő alkalmazások és hatás

A folyékony akkumulátor-technológia lehetséges alkalmazásai messzemenőek. Az olyan régiókban, mint Kalifornia, amelyek nagymértékben támaszkodnak a megújuló energiaforrásokra, a termelési csúcsidőszakokban a felesleges energia tárolásának és a magas kereslet idején történő felszabadításának képessége növelheti az elektromos hálózat stabilitását és megbízhatóságát.

Ráadásul a hidrogénhordozó folyékony jellege megkönnyíti a szállítást és az elosztást. Ez potenciálisan új utakat nyit a közlekedés és más ágazatok szén-dioxid-mentesítésében.

A stanfordi tanulmány egyik legfontosabb eredménye az volt, hogy a viszonylag gyakori és olcsó kobaltfém, a kobaltocén vegyülete váratlanul hatékony társ-katalizátorként működik a hidrogéntárolási folyamatban. Ez a felfedezés kikövezheti az utat a megfizethetőbb és méretezhetőbb folyékony akkumulátor-rendszerek kifejlesztése előtt, és tovább gyorsíthatná a megújuló energiát hasznosító technológiák elterjedését.
Hogyan tovább?

Bár a technológia még korai stádiumban van, a kutatók optimisták azzal kapcsolatban, hogy forradalmasíthatja az energiaellátást.

„Ez még csak a kezdeti szakasz, de úgy gondoljuk, hogy új stratégiánk van az elektromos energia szelektívebb tárolására a folyékony üzemanyagokban” – magyarázta Waymouth.

A csapat most a katalizátorrendszer finomítására és az energiatárolási és -felszabadítási folyamatok optimalizálásának lehetőségeinek feltárására összpontosít. Más, földben bővelkedő fémek katalizátorként való felhasználását is vizsgálják, azzal a céllal, hogy a technológiát még költséghatékonyabbá és fenntarthatóbbá tegyék.

A folyékony akkumulátor jelentős előrelépést jelent a tisztább és rugalmasabb energia jövője felé vezető úton. Azáltal, hogy hatékony és méretezhető megoldást kínál a megújuló energia tárolására, felgyorsíthatja a fosszilis tüzelőanyagokról a fenntarthatóbb energiarendszerre való áttérést.

A megújulók igény szerinti felhasználása

Ahogy a technológia tovább fejlődik, döntő szerepet játszhat az éghajlatváltozás mérséklésében és a következő generációk megbízható energiaellátásának biztosításában.

„Ha van felesleges energiánk, és nincs rá igény a hálózaton, akkor azt izopropanol formájában tároljuk. Amikor szükség van az energiára, akkor azt villamosenergiaként visszaadhatjuk” – zárta Waymouth.

A Journal of the American Chemical Society című folyóiratban közzétett tanulmány ígéretes lépést jelent egy olyan jövő felé, amelyben a megújuló energiát hatékonyan lehet tárolni és igény szerint felhasználni.

nrgreport.com