אבץ-מנגן סוללות תשואות בקנה מידה גדול, אחסון אנרגיה משתלמת פריצת דרך

סוללה חדשה חסכונית עשויה להגביר באופן משמעותי אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול. המחקר הראשוני של אב הטיפוס, שפורסם היוקרתי אנרגיה טבעית עולה כי כאשר חוקרים במעבדה הלאומית האוקיינוס ​​השקט פענוח את פעולתו של אבץ-מנגן, הם מצאו דרך לשפר באופן דרמטי את הסוללות מבלי להעלות עלויות.

אחסון אנרגיה ירודה מסוללות ממשיך להפריע אינספור up-and- הקרובים טכנולוגיות, כולל רבים עיצובים אנרגיה ירוקה. אחסון אנרגיה ירודה הוא בעיה מרכזית באימוץ אנרגיית השמש והרוח, מכיוון שהסוללות הקיימות אינן מסוגלות להחזיק מספיק אנרגיה שנוצרה בזמן השיא כדי לפצות על תקופות ייצור נמוכות יותר, כמו בלילה או כשהרוח מת. חוקרים ברחבי העולם כבר מחפשים נואשות דרך להגביר את אחסון האנרגיה, וכל עיצוב חדש באמת מציע פוטנציאל עצום.

אחסון אנרגיה של אבץ-מנגן אינו חדש בפני עצמה, אך בדיקות קודמות גילו כי הסוללות איבדו את יכולתן להחזיק מטען במהירות לאורך זמן. החוקרים שיערו כי הירידה בסוללה היתה תוצאה של תהליך הנקרא intercalation, אשר מתרחשת במידה מסוימת סוללות ליתיום יון.אולם מחקר זה מצא כי סוללות אבץ-מנגן מאחסנות אנרגיה באמצעות המרה כימית, כמו סוללות עופרת-חומצה, ומציעות הזדמנות לשפר את האחסון.

כאשר סוללות אבץ-מנגן מאחסנות אנרגיה, חלק מהמנגן של הסוללה מתמוסס לתוך תמיסת אלקטרוליטים. אם תהליך זה קורה במידה מספקת מספיק, הסוללה מאבדת כמות ניכרת של יכולת אחסון האנרגיה שלה. אז החוקרים הרחיבו את הריכוז של מנגן בסוללות אב טיפוס, הם מצאו כי הם יכולים לשמור על אחסון האנרגיה בסביבות 92 אחוז מהנפח הראשונית גם לאחר 5,000 מחזורים.

"מחקר זה מראה כי שיווי המשקל צריך להיות מבוקר במהלך תגובה כימית של המרה כדי לשפר את ביצועי הסוללה של תחמוצת אבץ-מנגן", אומר ג'ון ליו, עמית במעבדה של PNNL ומחבר-מחקר של המחקר.

"כתוצאה מכך, סוללות תחמוצת אבץ-מנגן יכולות להיות פתרון יעיל יותר לאחסון אנרגיה בקנה מידה גדול יותר מאשר סוללות ליתיום-יון ועופרת-חומצה המשמשות לתמיכה ברשת כיום", מוסיף ליו.

החלק הטוב ביותר על גילוי כי סוללות אבץ-מנגן הם סבירים וחומרים בסיסיים בשפע. אפילו עליות גדולות בביקוש לאבץ ולמנגן לא יכולות להדגיש את רמות ההיצע הנוכחיות, שהן המפתח, כי אם התגלית חשובה למחצה כפי שהיא נראית, תהיה דרישה רבה. ואף אחד לא רוצה לראות פריצת דרך טכנולוגית כמו זו ניצוץ אחד אבץ ומלחמות מנגן ברחבי העולם. זה יכול להיות הדבר האמיתי.