Foinse: Engineering.Columbia.edu
Tá foinsí fuinnimh in -athnuaite cosúil le gaoth agus gréine ríthábhachtach chun ár bplainéad a chothú, ach tagann dúshlán mór leo: ní ghineann siad cumhacht i gcónaí nuair is gá. Chun an leas is fearr a bhaint astu, teastaíonn bealaí éifeachtúla agus inacmhainne uainn chun an fuinneamh a tháirgeann siad a stóráil, mar sin tá cumhacht againn fiú nuair nach bhfuil an ghaoth ag séideadh nó nach bhfuil an ghrian ag taitneamh.
Tá eolaithe ábhair innealtóireachta Columbia dírithe ar chineálacha nua cadhnraí a fhorbairt chun an dóigh a stórálaimid fuinneamh in -athnuaite a athrú. I staidéar nua a foilsíodh 5 Meán Fómhair de réir Nature Communications, d'úsáid an fhoireann cadhnraí K-na\/s a chomhcheanglaíonn eilimintí saor, a fuarthas go héasca -- potaisiam (k) agus sóidiam (NA), mar aon le sulfair (S) -- chun tuaslagán íseal-fhuinnimh, fuinneamh a chruthú le haghaidh stórála fadtréimhseach.
"Tá sé tábhachtach go mbeimid in ann an fad ama is féidir leis na cadhnraí seo a leathnú, agus gur féidir linn iad a mhonarú go héasca agus go saor," a dúirt ceannaire na foirne Yuan Yang, ollamh comhlach eolaíochta agus innealtóireachta na n -ábhar sa Roinn Fisice Feidhmí agus Matamaitice ag Columbia Engineering. "Cuideoidh fuinneamh in -athnuaite a dhéanamh níos iontaofa lenár ngreillí fuinnimh a chobhsú, lenár spleáchas ar bhreoslaí iontaise a laghdú, agus tacóidh sé le todhchaí fuinnimh níos inbhuanaithe dúinn uile."
Cuidíonn leictrilít nua le cadhnraí K-na\/s a stóráil agus a scaoileadh ar bhealach níos éifeachtaí
There are two major challenges with K-Na/S batteries: they have a low capacity because the formation of inactive solid K2S2 and K2S blocks the diffusion process and their operation requires very high temperatures (>250 OC) a dteastaíonn bainistíocht theirmeach chasta uathu, rud a mhéadaíonn costas an phróisis. Tá staidéir roimhe seo ag streachailt le deascáin sholadacha agus le hacmhainn íseal agus tá an cuardach ar siúl le haghaidh teicníc nua chun na cineálacha cadhnraí seo a fheabhsú.
D'fhorbair grúpa Yang leictrilít nua, tuaslagóir acetamide agus ε-caprolactam, chun cabhrú leis an siopa ceallraí agus fuinneamh a scaoileadh. Is féidir leis an leictrilít seo K2S2 agus K2s a thuaslagadh, ag cur le dlús fuinnimh agus dlús cumhachta na gcadhnraí idirmheánacha K\/S. Ina theannta sin, cuireann sé ar chumas na ceallraí oibriú ag teocht i bhfad níos ísle (thart ar 75 céim) ná dearaí roimhe seo, agus an cumas stórála fuinnimh is mó is féidir a bhaint amach fós.
"Baineann ár gcur chuige cumais scaoilte beagnach teoiriciúil agus saolré sínte. Tá sé seo an-spreagúil i réimse na gcadhnraí idirmheánacha K\/s," a dúirt an chéad údar an staidéir Zhenghao Yang, mac léinn PhD le Yang.
Cosán go fuinneamh inbhuanaitheY TODHCHAÍ
Tá grúpa Yang cleamhnaithe le hIonad Fuinnimh Leictriceimiceach Columbia (CEEC), a thógann cur chuige ilchineálach chun teicneolaíocht úrnua a fháil amach agus dlús a chur le tráchtálú. Téann CEEC le chéile dámh agus taighdeoirí ó gach cearn den Scoil Innealtóireachta agus Eolaíochta Feidhmí a dhéanann staidéar ar fhuinneamh leictriceimiceach le leasanna ó leictreoin go feistí go córais. Cuireann a chomhpháirtíochtaí tionscail ar chumas na n -imeachtaí a réadú i stóráil agus i gcomhshó fuinnimh leictriceimiceach.
Pleanáil chun scála a chur suas
Cé go bhfuil an fhoireann dírithe faoi láthair ar chadhnraí beaga, meánmhéide, is é an sprioc atá acu an teicneolaíocht seo a mhéadú chun suimeanna móra fuinnimh a stóráil. Má éiríonn leo, d'fhéadfadh na cadhnraí nua seo soláthar cumhachta cobhsaí agus iontaofa a sholáthar ó fhoinsí in -athnuaite, fiú le linn amanna gréine íseal nó gaoithe. Tá an fhoireann ag obair anois ar an gcomhdhéanamh leictrilít a bharrfheabhsú.