Senyawa dapat mengubah penyimpanan energi untuk grid besar

QNET Products | Product Training VDO_Ole 2012 (Juni 2019).

Anonim

Untuk menggerakkan seluruh masyarakat dengan energi bersih, seperti tenaga surya dan angin, sistem penyimpanan cadangan yang andal diperlukan untuk menyediakan energi ketika matahari tidak bersinar dan angin tidak bertiup.

Salah satu kemungkinan adalah menggunakan kelebihan energi matahari dan angin untuk mengisi solusi bahan kimia yang nantinya dapat disimpan untuk digunakan ketika sinar matahari dan angin langka. Pada saat itu, larutan kimia dari muatan yang berlawanan dapat dipompa melalui elektroda padat, sehingga menciptakan pertukaran elektron yang memberikan daya ke jaringan listrik.

Kunci untuk teknologi ini, yang disebut baterai aliran redoks, adalah menemukan bahan kimia yang tidak hanya dapat "membawa" muatan yang cukup, tetapi juga disimpan tanpa merendahkan dalam waktu lama, sehingga memaksimalkan pembangkitan listrik dan meminimalkan biaya pengisian ulang sistem.

Peneliti University of Rochester, yang bekerja dengan rekan-rekannya di Universitas di Buffalo, percaya mereka telah menemukan senyawa menjanjikan yang dapat mengubah lanskap penyimpanan energi.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Ilmu Kimia, jurnal akses terbuka Royal Society of Chemistry, para peneliti di lab Ellen Matson, asisten profesor kimia, menjelaskan memodifikasi gugus logam-oksida, yang memiliki sifat elektroaktif menjanjikan, sehingga hampir dua kali lebih efektif daripada cluster yang tidak dimodifikasi untuk penyimpanan energi elektrokimia dalam baterai aliran redoks.

"Aplikasi penyimpanan energi dengan polyoxometalates cukup langka dalam literatur, " kata penulis utama Lauren VanGelder, PhD tahun ketiga. siswa di laboratorium Matson. "Mungkin ada satu atau dua contoh sebelum kami, dan mereka tidak benar-benar memaksimalkan potensi sistem ini."

"Ini benar-benar area pengembangan molekuler yang belum tersentuh, " tambah Matson.

Cluster ini pertama kali dikembangkan di lab kimiawan Jerman Johann Spandl, dan dipelajari untuk sifat magnetiknya. Pengujian yang dilakukan oleh VanGelder menunjukkan bahwa senyawa itu dapat menyimpan muatan dalam baterai aliran redoks, "tetapi tidak stabil seperti yang kita harapkan."

Namun, dengan membuat apa yang digambarkan Matson sebagai "modifikasi molekuler sederhana" - menggantikan gugus metoksida yang berasal dari metanol senyawa dengan ligan etoksida etanol berbasis-tim mampu memperluas jendela potensial selama gugus itu stabil, menggandakan jumlah energi listrik yang bisa disimpan di baterai.

Matson mengatakan: "Apa yang benar-benar keren tentang pekerjaan ini adalah cara kita dapat menghasilkan gugus etoksida dan methoxide dengan menggunakan metanol dan etanol. Kedua reagen ini tidak mahal, tersedia dan aman untuk digunakan. Atom-atom logam dan oksigen yang menyusun sisanya kluster adalah unsur-unsur yang melimpah di bumi. Sintesis yang mudah dan efisien dari sistem ini adalah arah yang benar-benar baru dalam pengembangan muatan-pembawa yang, kami percaya, akan menetapkan standar baru di lapangan. "

Pengujian elektrokimia yang diperlukan untuk penelitian ini melibatkan peralatan dan teknik yang sebelumnya tidak digunakan di laboratorium Matson. Oleh karena itu, kolaborasi dengan Timothy Cook, asisten profesor kimia di University of Buffalo, dan Anjula Kosswattaarachchi, mahasiswa pascasarjana tahun keempat di laboratorium Cook. VanGelder mengunjungi lab Cook untuk pelatihan tentang peralatan uji, dan pada gilirannya membantu Kosswattaarachchi dengan senyawa sintesis.

Kedua kelompok telah mengajukan permohonan hibah National Science Foundation sebagai bagian dari kolaborasi yang sedang berlangsung untuk lebih menyempurnakan klaster untuk digunakan dalam baterai aliran redoks komersial.

Matson menekankan "peran penting" yang dimainkan oleh VanGelder, yang melakukan pengujian awal dan percobaan pada kelompok sementara Matson sedang cuti hamil. "Sebagai mahasiswa pascasarjana tahun ketiga, dia melakukan pekerjaan luar biasa untuk memulai proyek ini. Dia memainkan peran penting dalam mendorong upaya penelitian ini di lab, " kata Matson.

menu
menu