'Sıvı pil - Liquid battery': Bilim insanları elektriği sıvı yakıtta depolamanın yolunu keşfetti

[™ Admin]

'Sıvı pil - Liquid battery': Bilim insanları elektriği sıvı yakıtta depolamanın yolunu keşfetti

Yenilenebilir enerji depolama alanında büyük bir gelişme olarak adlandırılabilecek şey, Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, temiz enerjiyi kullanma ve kullanma şeklimizi dönüştürebilecek yeni bir teknolojiyi ortaya çıkardı.

"Sıvı pil" olarak adlandırılan bu yenilikçi çözüm, güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir kaynakların kesintili doğasına umut verici bir yanıt sunuyor.

Şu anda büyük ölçüde lityum iyon teknolojilerine bağımlı olan daha sürdürülebilir ve güvenilir enerji şebekelerinin önünü açıyor.

Sıvı organik hidrojen taşıyıcılarının kullanılması

Robert Eckles Swain Kimya Profesörü Robert Waymouth liderliğindeki araştırma ekibi, hidrojeni sıvı formda verimli bir şekilde depolamak için bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem, genellikle hacimli ve karmaşık altyapıyı içeren geleneksel hidrojen depolamanın zorluklarının üstesinden gelir.

Araştırmanın kıdemli yazarı Waymouth, "Elektrik enerjisinin seçici olarak dönüştürülmesi ve sıvı yakıtlarda uzun süreli depolanması için yeni bir strateji geliştiriyoruz" dedi.

Ekibin yaklaşımı, hidrojeni emip salabilen kimyasal bileşikler olan sıvı organik hidrojen taşıyıcıları (LOHC'ler) etrafında yoğunlaşıyor.

Dikkatlice tasarlanmış bir katalizör sistemi kullanarak araştırmacılar, elektrik enerjisini doğrudan yüksek yoğunluklu hidrojen taşıyıcısı görevi gören sıvı bir alkol olan izopropanole dönüştürebildiler.

Bu işlem hidrojen gazı üretme ihtiyacını ortadan kaldırdı. Özellikle düşük enerji yoğunluğu ve güvenlik endişeleri nedeniyle geleneksel hidrojen depolamada büyük bir engeldir.

Waymouth, "Ayrıca gazlı hidrojen üretmeden elektrik enerjisini sıvı yakıtta depolamak için yeni, seçici bir katalitik sistem keşfettik" diye ekledi. Bu, enerji depolama alanında önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Geniş kapsamlı uygulamalar ve etki

Bu sıvı pil teknolojisinin potansiyel uygulamaları geniş kapsamlıdır. Kaliforniya gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına büyük ölçüde bağımlı olan bölgelerde, fazla enerjiyi üretimin yoğun olduğu dönemlerde depolama ve talebin yüksek olduğu zamanlarda serbest bırakma yeteneği, elektrik şebekesinin istikrarını ve güvenilirliğini büyük ölçüde artırabilir.

Ayrıca hidrojen taşıyıcının sıvı yapısı taşınmasını ve dağıtılmasını kolaylaştırır. Potansiyel olarak taşımacılığın ve diğer sektörlerin karbondan arındırılması için yeni yollar açılıyor.

Stanford çalışmasının en önemli bulgularından biri, nispeten bol ve ucuz metal kobaltın bir bileşiği olan kobaltosenin, hidrojen depolama sürecinde bir yardımcı katalizör olarak beklenmedik verimliliğiydi.

Bu keşif, daha uygun fiyatlı ve ölçeklenebilir sıvı pil sistemlerinin geliştirilmesinin önünü açabilir. Yenilenebilir enerji teknolojilerinin benimsenmesini daha da hızlandırabilir.

Geleceğe doğru bakmak

Teknoloji hâlâ başlangıç aşamasında olsa da araştırmacılar, enerji alanında devrim yaratma potansiyeli konusunda iyimser.

Waymouth, "Bu temel temel bilimdir, ancak elektrik enerjisini sıvı yakıtlarda daha seçici bir şekilde depolamak için yeni bir stratejimiz olduğunu düşünüyoruz" diye açıkladı.

Ekip artık katalizör sistemini iyileştirmeye ve enerji depolama ve salınım süreçlerini optimize etmenin yollarını keşfetmeye odaklanmış durumda. Ayrıca dünyada bol miktarda bulunan diğer metallerin katalizör olarak kullanımını araştırıyorlar ve teknolojiyi daha uygun maliyetli ve sürdürülebilir hale getirmeyi amaçlıyorlar.

Sıvı pil, daha temiz ve daha dayanıklı bir enerji geleceği arayışımızda ileriye doğru atılmış önemli bir adımı temsil ediyor.

Yenilenebilir enerjiyi depolamak için verimli ve ölçeklenebilir bir çözüm sunarak, fosil yakıtlardan daha sürdürülebilir bir enerji sistemine geçişi hızlandırma potansiyeline sahiptir.

Talep üzerine yenilenebilir enerji potansiyeli

Teknoloji gelişmeye devam ettikçe, iklim değişikliğinin azaltılmasında ve gelecek nesiller için güvenilir enerji tedarikinin sağlanmasında önemli bir rol oynayabilir.

"Fazla enerjiniz olduğunda ve şebekede buna yönelik bir talep olmadığında, onu izopropanol olarak depolarsınız. Waymouth, enerjiye ihtiyacınız olduğunda onu elektrik olarak geri dönüştürebileceğinizi söyledi.

Journal of the American Chemical Society'de yayınlanan bu çalışma, yenilenebilir enerjinin verimli bir şekilde depolanıp talep üzerine kullanılabileceği bir geleceğe doğru umut verici bir adıma işaret ediyor.

Soyut

Organiklerin geçiş metali hidritleri ile seçici elektrokatalitik hidrojenasyonu, elektrosentez ve enerji depolama için umut verici bir stratejidir. Asetonun bir siklopentadienon-iridyum kompleksi ile elektrokatalitik hidrojenasyonunu, bir kobaltosen aracılı tandem elektrokatalitik döngüde rapor ediyoruz.

Kobaltosenyumun hafif asitlerle indirgeyici protonasyonu, hidrojen üretmeden katyonik Ir(III)'e bir hidrit iletmek için bir elektrokatalitik hidrit aracısı olarak işlev gören (C5H5)CoI(C5H6) (CpCoI(CpH)) üretir.

CpCoI(CpH) tarafından katyonik bir Ir türüne elektrokatalitik hidrit transferi, sıvı organik hidrojen taşıyıcısı (LOHC) olarak değerli bir hidrojenasyon hedefi olan asetonun verimli (Faradaik verim > %90) elektrohidrojenasyonuna yol açar. Hidrit-transfer aracılığı, adım adım elektron/proton transferi ile erişilemeyen metal hidritlerin üretilmesi için güçlü bir strateji sunar.

Kaynak: IE