Güneş ve rüzgar önemli yenilenebilir kaynaklardan olsa da, doğal olarak her zaman güneş ya da rüzgar olmaz. Ya da güneş çok olduğunda fazladan enerji üretilse de, bu depolama hacmini aşabilir. İşte bu durum stabil enerji santralleri ve depolama araçları büyük önem taşır. Bu problemi çözmek için redoks-akım bataryalarının en umut vadeden teknoloji olduğu söyleniyor. Fakat bu pillerin bir dezavantajı hem pahalı maddeler gerekiyor, hem de tehlikeli asitler gerektiriyor.
Almanya Jena Üniversitesi Enerji ve Çevre Kimyası Merkezi ve JenaBatteries GmbH firması hem ekonomik , hem de güvenli bir redoks -akım pili ürettiler. “Bataryamızda yaptığımız yenilik vem geliştirme sayesinde düşük maliyete, neredeyse geleneksel metal ve asit pillerine yakın kapasiteye erişebiliyor,” diyor Jena Üniversitesi’nden Friedrich Schiller.
Bilim insanları bu batarya teknolojisini yeni Nature dergisinde sundu.
Bilindik pillerin aksine redoks-akım pilleri metal veya metal tuzları gibi katı malzemeler içermiyor. İki tankta yer alan elektrolit çözeltileri bataryada negatif ve pozitif terminal oluşturuyor. Polimer çözeltilerin elektro kimyasal hücreye aktarımıyla redoks tepkimeleri olarak polimerlerde indirgenme veya yükseltgenme reaksiyonları gerçekleşerek, şarj veya deşarj gerçekleşiyor. Bu çözeltilerin karışmasını engellemek için ,odacıklar bir zarla ayrılıyor. “Bu sistemlerde enerji miktarı kadar, güç hızı da tek tek ayarlanabiliyor. Ayrıca kendi kendine deşarj olasılığı çok düşük,” açıklıyor Martin Hager.
Geleneksel redoks-akım sistemlerinde vanadyum ağır metali ve çözücü sülfürik asit kullanılıyor. “Bu çözüm çok pahalı değil fakat çok aşındırıcıdır, bu nedenle özel bir membran kullanılır ki, bu da pil ömrünü sınırlar,” diyor Hager. Fakat Jena bilim insanlarının geliştirdiği yeni redoks-akım pilinde pleksiglas ve polistiren çekirdek kullanıldı, fakat bu maddelere bazı fonksiyonel gruplar eklenerek, materyalin elektron alıp vermesi sağlandı. Böylece güçlü asitlere gereksinim kalmadı ve polimerlerin sulu çözeltilerde yüzmesi sağlandı. “İşte bu sayede zehirli ve pahalı materyaller yerine, basit bir selülozik membran kullanılabildik,” diyor Tobias Janoschka.
Yapılan ilk testlerde redoks-akım pilinin kapasite kaybı olmadan 10,000 şarj döngüsüne sahip olduğu görüldü. Sistemin enerji yoğunluğunun litrede 10 watt olduğu gösterildi. Bilim insanları şimdi daha büyük ve verimli sistemler üzerinde çalışıyor. Kimyagerler tarafından kurduğu girişim şirketi pazarlanabilir ürünler için sistemi geliştiriyor.
Araştırma Referansı :
- Tobias Janoschka, Norbert Martin, Udo Martin, Christian Friebe, Sabine Morgenstern, Hannes Hiller, Martin D. Hager, Ulrich S. Schubert. An aqueous, polymer-based redox-flow battery using non-corrosive, safe, and low-cost materials. Nature, 2015; DOI: 10.1038/nature15746
Bir Yorum