Hidrojen-brom pil - Hydrogen-bromine battery

Bir Hidrojen-brom pil , hidrojen bromürün (HBr) sistemin elektroliti olarak hizmet ettiği yeniden şarj edilebilir bir akış pilidir . Güç yığınına akarken Yükleme döngüsü sırasında, H 2 oluşturulur ve ayrı bir tank içinde depolanmıştır. Kimyasal reaksiyon bir ilave ürün HBr'dir 3 de bir elektrolit ve HBr gibi aynı tanka karıştırılır. Deşarj döngüsü sırasında H 2 tüketilir ve enerji üretilir. H 2 HBr ile tekrar birleştirilir 3 ve HBr ile tam bir tank Başlangıç aşamasında geri getirir. Elektrolit, işlem sırasında herhangi bir bozulmaya uğramaz ve sistem, emisyon olmaksızın kendi kendine yeten bir yapıya sahiptir.

Bu pilin ilk büyütülmüş versiyonu olan 50KW/100KWh sistem İsrail'deki Rotem Endüstri Parkı'nda konuşlandırıldı. 150KW/900KWh boyutunda bir beta ticari sistem, AREVA , Schneider Electric ve EnStorage dahil bir konsorsiyum tarafından Haziran 2016'da devreye alınacaktır.

Pilin ana avantajı maliyetidir. Brom, dünya çapında yılda 400.000 tondan fazla üretildiği için ucuzdur. Elektrolitin maliyeti yaklaşık 20$/kWh'dir. Ek avantajlar, diğer akış pillerine göre ucuz membranlarda kullanımı ve yüksek güç yoğunluğunu içerir.

Pilin farklı bir yaklaşım kullanır laminer akış sıvı reaksiyona sokulması, bunun yerine bir membranın iki malzemelerin ayrılması için brom ile , hidrojen , elektrik üretmek için gaz. Bu tür ilk pil , hidrojen gazı ile birlikte bir grafit katot üzerine brom ve gözenekli bir anot altında hidrobromik asit pompaladı . Cihaz, santimetre küp başına maksimum 0,795 watt güç yoğunluğu ile oda sıcaklığında çalıştırıldı . Gözlenen performans, kimyasal reaksiyonları tanımlayan matematiksel bir modelin tahminleriyle eşleşti. Temel olarak bitki karmaşıklığı konularının dengesi nedeniyle, hiçbir membransız sistem büyütülmemiştir.

Hinnøya ada kümesinde hidrojen-brom pillerin kurulumunu içeren Avrupa Birliği tarafından finanse edilen bir proje yürütülmektedir . 2019 yılında başlatılan proje, birden fazla kaynağa sahip yenilenebilir bir enerji sistemidir. 2021'de teslim edilmesi gerekiyor.

Brom nispeten ucuzdur, ABD'de yılda 243.000 tondan fazla üretilen membransız operasyon maliyeti düşürür ve pil ömrünü uzatır.

Uygulamalar

HBr redoks akışlı piller, nispeten uzun bir dağıtım (yani 10-20 yıl) için uzun süreli deşarj süreleri (yani günde 6-12 saat) için günlük deşarj döngüleri gerektiren uygulamalar için idealdir. Tipik uygulamalar arasında yenilenebilir enerjilerin entegrasyonu, altyapı yatırımlarının ertelenmesi, tepe yönetimi ve mikro şebekeler sayılabilir.

Özellikle yenilenebilir kaynaklar için, güneş ve rüzgar enerjisi gibi değişken ve hatta kesintili çıktılara sahip yenilenebilir enerji kaynaklarını etkinleştirmek için düşük maliyetli enerji depolaması gereklidir . Depolama, yenilenebilir kaynağın değişken çıktısını tamponlayarak, bu tür kaynakların temel güç olarak değerlendirilmesine izin verir. H2-Br2 akış pilinin dezavantajları arasında düşük enerji yoğunluğu (lityum iyon pillerden daha az) ve karmaşık bir tesis dengesi bulunur. Bu dezavantajlar, taşıma uygulamalarında H2-Br2 akış pillerinin kullanımını engellemektedir. Hidrojen-brom akış pilinin geliştirilmesindeki bir sonraki aşama, hidrojen-bromat akış pilidir.

"Bir Rejeneratif Hidrojen-Bromlu Yakıt Pilinin Performans Değerlendirmesi", Haley Kreutzer, Venkata Yarlagadda ve Trung Van Nguyen, J. Electrochem. Soc. 2012 cilt 159, sayı 7, F331-F337

Avantajlar

HBr redoks akışlı pilin üretimi için kullanılan lityum ve kobalt gibi nadir metaller yoktur .

Referanslar

  • Tolmaçev, Yuri V.; Piatkivskyi, Andrii; Ryzhov, Victor V.; Konev, Dmitry V.; Vorotyntsev, Mihail A. (2015). "Yüksek özgül enerjili sulu akışlı bir bataryaya ve bunun tamamen elektrikli araçlar ve doğrudan güneş enerjisi-kimyasal enerji dönüşümü için potansiyel kullanımına dayalı enerji döngüsü". Katı Hal Elektrokimya Dergisi . 19 (9): 2711-2722. doi : 10.1007/s10008-015-2805-z .
  • Mody, Cyrus CM (2016). "Jack Kilby'nin güneş enerjisindeki talihsizliğinin az bilinen tarihi". IEEE Spektrumu . 53 (10): 50–55. doi : 10.1109/MSPEC.2016.7572539 .
  • https://www.elestor.nl/projects/