Nueva Bateria de Manganeso _ Hidrógeno

una nueva base de agua de batería podría proporcionar una forma barata para almacenar viento o energía solar para más tarde, los investigadores dicen. la batería de tiendas de energía generada cuando el Sol brilla y viento sopla por lo que puede ser alimentados nuevo en la red eléctrica y redistribuir cuando la demanda es alta. el prototipo de manganeso, hidrógeno batería, informó en la naturaleza de energía, se encuentra a sólo tres pulgadas de altura y genera una mera 20 milliwatt horas de la electricidad, que es en la par con los niveles de energía de la condujo linternas que cuelgan en un anillo dominante. a pesar del prototipo diminutivo de salida, los investigadores están seguros de que pueden ampliar esta tabla-parte superior de tecnología de una calidad industrial sistema que podrían carga y recarga de hasta 10.000 veces, la creación de una red de escala batería con un útil la esperanza de vida y en el exceso de una década. yi Cui, un profesor de Ciencias de los materiales en la Universidad de Stanford y autor principal del papel, dice el manganeso, hidrógeno la tecnología de baterías podría ser uno de los desaparecidos piezas en el país de energía del rompecabezas - una manera de tienda impredecible viento o energía solar para disminuir la necesidad de quemar fiable, pero de carbono emisores de los combustibles fósiles cuando el de fuentes renovables no están disponibles. "lo que hemos hecho es lanzado una especial de sal en agua, se redujo en un electrodo, y crea un reversible reacción química que las tiendas de electrones en forma de hidrógeno," Cui dice. inteligente química Wei Chen, un postdoctoral erudito en Cui de laboratorio, llevó el equipo que soñado con hasta el concepto y construido el prototipo. en esencia, los investigadores engatusado reversible de electrones intercambio entre agua y manganeso sulfato, barato, abundante industrial sal utilizado para hacer en seco de células baterías, fertilizantes, papel y otros productos personalizables. imitar cómo un viento o solar fuente podría alimentación de energía en la batería, los investigadores adjunta una fuente de energía para el prototipo. los electrones que fluye en reaccionó con el manganeso sulfato disuelto en el agua para dejar las partículas de manganeso, de dióxido de aferrarse a los electrodos. el exceso de electrones burbujeados fuera como gas hidrógeno, el almacenamiento de que la energía para el uso futuro. ingenieros saber cómo volver a crear la electricidad a partir de la energía almacenada en hidrógeno por lo que el importante paso siguiente estaba demostrar que puede recargar la base de agua de batería. los investigadores hizo esto por volver a conectar su fuente de alimentación a la agotado prototipo, esta vez con el objetivo de inducir el manganeso, de dióxido de las partículas de aferrarse al electrodo combinar con agua, la reposición el manganeso sulfato de sal. una vez que este proceso de restauración Salina, entrante electrones se convirtió en exceso, y el exceso de poder podría burbuja fuera como gas hidrógeno, en un método que se puede repetir una y otra vez y de nuevo. Cui estima que, dada la base de agua de batería espera la esperanza de vida, costaría un centavo para almacenar suficiente electricidad al poder 100 vatios bombilla de doce horas. "creemos que este prototipo tecnología será capaz de cumplir con el departamento de energía de los objetivos de utilidad escala eléctrica de almacenamiento práctico," Cui dice. el departamento de energía (Doe) ha recomendado baterías para cuadrícula escala de almacenamiento debe almacenar y luego de descarga de al menos 20 kilovatios del poder más de un período de una hora, ser capaz de al menos 5,000 recarga, y tiene un conveniente vida útil de 10 años o más. para que sea práctico, por ejemplo un sistema de batería cuesta $ 2,000 o menos, o $ 100 por kilovatio hora. ex Doe secretario y Nobel laureado Steven Chu, ahora un profesor de Stanford, tiene una larga data interés en el Fomento de las tecnologías para ayudar a la Nación transición para las energías renovables. ", mientras que la precisa los materiales de diseño y todavía necesita el desarrollo, este prototipo demuestra el tipo de la ciencia y la Ingeniería que sugieren nuevas maneras de conseguir de bajo costo y de larga duración, utilidad escala baterías", dice Chu, que no era un miembro del equipo de investigación. encendido el parrilla de acuerdo con Doe estimaciones, 70 por ciento de los Estados Unidos de electricidad generada por el carbón o gas natural de las plantas, que cuenta de 40 por ciento de dióxido de carbono de emisiones. desplazando a eólica y solar generación es una forma de reducir las emisiones. pero que crea nuevos desafíos de la participación de la variabilidad de la fuente de alimentación. la mayoría de obviamente, el Sol solo brilla por día, y, a veces, el viento no golpe. pero otro menos bien entendido pero importante forma de variabilidad proviene de mareas de la demanda en el parrilla - que la red de alta tensión cables que distribuir la electricidad en las regiones y en última instancia, a los hogares. en un día caluroso, cuando la gente viene a casa a partir de trabajo y la manivela hasta el aire acondicionado, los servicios públicos deben tener equilibrio de carga estrategias para cumplir con pico de la demanda: algunos manera de aumentar la generación de energía en minutos para evitar brownouts o apagones que de otro modo podrían reducir la rejilla. hoy en día, los servicios públicos a menudo lograr este disparando arriba en la demanda o "dispatchable" las plantas de energía que puede mentir inactivo gran parte del día, pero puede venir en línea en minutos - la producción de energía rápida pero impulsar las emisiones de carbono. algunos servicios públicos han desarrollado a corto plazo el equilibrio de carga que no dependen de combustibles fósiles la quema de las plantas. el más común y rentable dicha estrategia es bombeada hidroeléctrica de almacenamiento: el uso de exceso de energía para enviar el agua cuesta arriba, a continuación dejarlo flujo de nuevo hacia abajo para generar energía durante el pico de la demanda. sin embargo, la hidroeléctrica de almacenamiento sólo funciona en las regiones con suficiente agua y el espacio. así que para hacer que el viento y solar más útil, Doe ha alentado alta capacidad de las baterías como alternativa. vencer la competencia Cui dice que hay varios tipos de la batería recargable tecnologías en el mercado, pero no está claro que los enfoques se reunirá Doe requisitos y probar su sentido práctico para los servicios públicos, reguladores, y otras partes interesadas que mantener la Nación red eléctrica. por ejemplo, Cui dice de litio recargable Ion, que almacenar la pequeñas cantidades de energía necesaria para ejecutar los teléfonos y portátiles, se basan en raros los materiales y son por lo tanto, demasiado caro para almacenar el poder para un barrio o ciudad. Cui dice el parrilla escala de almacenamiento requiere un bajo costo, de alta capacidad, batería recargable. el manganeso, hidrógeno proceso parece prometedor. "otros batería recargable tecnologías son fácilmente a más de cinco veces de que el costo más de la vida de tiempo," Cui añade. Chen dice novela la química, bajo costo de los materiales y relativa simplicidad hizo el manganeso, hidrógeno batería ideal para bajo costo de cuadrícula escala de implementación. el prototipo de las necesidades de desarrollo de trabajo para probar en sí mismo. para una cosa, utiliza el platino como catalizador para estimular la crucial reacciones químicas en el electrodo que hacen la recarga de proceso eficiente, y el costo de que el componente sería prohibitivo para gran escala de implementación. pero Chen dice que el equipo ya está trabajando en más barato maneras de coaxial el manganeso sulfato y del agua para llevar a cabo la reversible de electrones de cambio. "hemos identificado catalizadores que podrían traernos por debajo de los $ 100, por kilovatio-hora Doe objetivos,", dice. los investigadores informe haciendo 10,000 recarga de los prototipos, que es dos veces el Doe requisitos, pero decir será necesario para probar el manganeso, hidrógeno batería bajo Real red eléctrica las condiciones de almacenamiento con el fin de verdaderamente evaluar su vida útil de rendimiento y costo. Cui dice que él ha procurado patente el proceso a través de la Stanford oficina de la tecnología de concesión de licencias y los planes para formar una empresa para comercializar el sistema. adicionales coautores son de la Academia China de Ciencias y Stanford. el departamento de energía financiado por la investigación. fuente: Universidad de Stanford