Fluture pe panoul solar. Credit foto: Takver (cc 2.0)

O baterie fabricată cu uree, care se găsește în mod obișnuit în îngrășăminte și în urina mamiferelor, ar putea oferi o modalitate ieftină de stocare a energiei produse prin energie solară sau alte forme de energie regenerabilă pentru consum în timpul orelor libere.

Bateria este neinflamabilă și conține electrozi din aluminiu abundent și grafit. Ingredientul principal al electrolitului său, ureea, este deja produs industrial de tona pentru îngrășăminte de plante.

„Deci, în esență, ceea ce aveți este o baterie fabricată cu unele dintre cele mai ieftine și mai abundente materiale pe care le puteți găsi pe Pământ. Și are de fapt performanțe bune ”, spune Hongjie Dai, profesor de chimie la Universitatea Stanford. „Cine ar fi crezut că poți lua grafit, aluminiu, uree și de fapt să faci o baterie care să poată circula destul de mult timp?”

În 2015, laboratorul Dai a fost primul care a fabricat o baterie reîncărcabilă din aluminiu. Acest sistem s-a încărcat în mai puțin de un minut și a durat mii de cicluri de încărcare-descărcare. Laboratorul a colaborat cu Institutul de Cercetare a Tehnologiei Industriale din Taiwan (ITRI) pentru a alimenta o motocicletă cu această versiune mai veche, care avea un dezavantaj major: implica un electrolit scump.

Cea mai nouă versiune include un electrolit pe bază de uree și este de aproximativ 100 de ori mai ieftină decât modelul din 2015, cu o eficiență mai mare și un timp de încărcare de 45 de minute. Este pentru prima dată când ureea este utilizată într-o baterie.

Dai spune că diferența de cost dintre cele două baterii este „ca noaptea și ziua”. Constatările apar în Proceedings al Academiei Nationale de Stiinte.

Spre deosebire de energia derivată din combustibilii fosili, energia solară poate fi în esență exploatată numai atunci când soarele strălucește. Un panou solar pompează energie în rețeaua electrică în timpul zilei. Dacă acea energie nu este consumată imediat, se pierde ca căldură.

Pe măsură ce crește cererea pentru tehnologii regenerabile, crește și nevoia de baterii ieftine și eficiente pentru a stoca energia pentru eliberare pe timp de noapte. Bateriile de astăzi, cum ar fi bateriile litiu-ion sau plumb acid, sunt costisitoare și au o durată de viață limitată.

Noua baterie ar putea oferi o soluție la problema de stocare a rețelei, spune candidatul la doctorat Michael Angell. "Este ieftin. Este eficient. Stocarea pe rețea este obiectivul principal. ”

Depozitarea rețelei este, de asemenea, cel mai realist obiectiv, datorită costului redus al bateriei, a eficienței ridicate și a ciclului de viață lung, spune Angell. Un tip de eficiență, numit randament Coulombic, este măsurarea cantității de încărcare care iese din baterie pe unitate de încărcare pe care o ia în timpul încărcării. Eficiența Coulombic pentru această baterie este ridicată - 99.7%.

Deși sunt și eficiente, bateriile litiu-ion găsite în mod obișnuit în electronice mici și alte dispozitive pot fi inflamabile. În schimb, bateria de uree este inflamabilă și, prin urmare, mai puțin riscantă.

„M-aș simți în siguranță dacă bateria mea de rezervă din casa mea este fabricată din uree, cu șanse mici de a provoca incendiu”, spune Dai.

Pentru a satisface cerințele de stocare a rețelei, o baterie comercială va trebui să dureze cel puțin zece ani. Investigând procesele chimice din interiorul bateriei, Angell speră să-și prelungească durata de viață.

Perspectivele sunt promițătoare. În laborator, aceste baterii ion-aluminiu pe bază de uree pot parcurge aproximativ 1,500 de cicluri de încărcare cu un timp de încărcare de 45 de minute.

„Cu această baterie, visul este ca energia solară să fie stocată în fiecare clădire și în fiecare casă”, spune Dai. „Poate că va schimba viața de zi cu zi. Nu știm. ”

Brevetele bateriei au fost licențiate către AB Systems, fondată de Dai. O versiune comercială este în prezent în curs de dezvoltare.

Sursa articolului

Jackie Flynn pentru Universitatea Stanford

Departamentul SUA pentru Energie, Planul Global Networking Talent 3.0, Ministerul Educației din Taiwan și proiectul Taishan Scholar au finanțat lucrarea.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon