Fremtiden for kontinuerligt genopladelige batterier

University of Canterbury (UC) Lektor Aaron Marshall mener det og udvikler redoxflow-batterier som et levedygtigt energilagringssystem, der aldrig bliver slidt.

Lektor Aaron Marshall fra College of Engineering's Chemical and Process Engineering-afdeling arbejder på at udvikle en stald, pålidelig, omkostningseffektivt redox flow batteri alternativ til den traditionelle Lithium-ion (Li-ion).

"Udbud og efterspørgsel er det største problem med vedvarende energi. Det meste af vores elektricitet bliver ikke brugt i dagtimerne, derfor har vi brug for en pålidelig, stabil måde at lagre energi på, " han siger.

I Li-ion batterier, energien lagres, når Li-ioner reagerer med og absorberes i de faste elektroder. Dette ændrer fysisk elektroderne, få dem til at udvide sig og trække sig sammen under opladning og afladning. Redox flow-batterier er meget forskellige. Elektroderne ændrer sig ikke, i stedet bruger systemet beholdere med væske, består af metaller opløst i en opløsning, som oplades og aflades.

"Den konstante ændring af den fysiske struktur i et Li-ion batteri slider til sidst elektroderne, til det punkt, hvor de ikke kan absorbere så meget energi. Med tiden vil du kun være i stand til at oplade dit batteri til 50 % og, fordi det ikke er let at genbruge, den gennemsnitlige forbruger udskifter blot batteriet. Redox flow-batterier mister ikke ladekapacitet over tid, fordi løsningen ikke slides, " han siger.

Dette får redoxflow-batterier til at lyde meget attraktive, men der er udfordringer med at gøre det til en levedygtig løsning.

"En udfordring for redoxflow-batterier på dette stadium er, hvor langsomt batteriet kan oplades og aflades. For at frigive en sammenlignelig mængde strøm som Li-ion-batterier, strømningsbatteriets elektroder skal være store - upraktisk store."

"Vi arbejder på at udvikle et mere levedygtigt system. Hvis vi kan halvere størrelsen af ​​elektroderne ved at fordoble reaktionshastigheden, så kan vi reducere omkostningerne. Hvis vi kan lave et billigere system, der i pris kan sammenlignes med et Li-ion batteri, men holder mindst dobbelt så længe og er mere stabil, ville det ikke være attraktivt?"

"Og den mest spændende del er, vi ridser kun i overfladen. Disse batterier kunne være billige og robuste løsninger til storskala energilagring."

"Redox flow-batterier bruges allerede som kernekraft backup på grund af stabiliteten og pålideligheden til at lagre og ikke miste strøm over længere perioder, men jeg tror, ​​at i løbet af de næste fire til fem år vil denne type system blive meget mere almindelig."