Hidrogén -bróm akkumulátor - Hydrogen-bromine battery

A hidrogén-bróm akkumulátor újratölthető akkumulátor , amelyben a hidrogén-bromid (HBr) szolgál a rendszer elektrolitjaként . A töltési ciklus során, amikor áram áramlik a verembe, H 2 keletkezik és tárolódik egy külön tartályban. A kémiai reakció további terméke a HBr 3 , amely szintén elektrolit, és ugyanabban a tartályban keveredik, mint a HBr. A kisülési ciklus során a H 2 elfogyasztódik és energia keletkezik. A H 2 -t ismét összekeverik a HBr 3 -mal, és a rendszer visszatér a kezdeti szakaszba egy teljes HBr tartállyal. Az elektrolit nem romlik a folyamat során, és a rendszer önálló, kibocsátás nélkül.

Ennek az akkumulátornak az első kibővített változata, egy 50 kW/100 kWh -os rendszer került telepítésre az izraeli Rotem ipari parkban. Egy béta kereskedelmi rendszert, amelynek mérete 150 kW/900 kWh, 2016 júniusában telepít egy konzorcium, beleértve az AREVA -t, a Schneider Electric -et és az EnStorage -ot.

Az akkumulátor fő előnye a költsége. A bróm olcsó, évente több mint 400 000 tonnát állítanak elő világszerte. Az elektrolit ára körülbelül 20 USD/kWh. További előnyök közé tartozik az olcsó membránokon való használat és a nagy teljesítményű sűrűség a többi áramlási akkumulátorhoz képest.

Egy másik megközelítés az akkumulátor támaszkodik lamináris áramlás szétválasztani a két anyag helyett, egy membrán, reagáló folyékony brómot a hidrogén- gáz villamos energiát termelnek. Az első ilyen akkumulátor brómot pumpált egy grafit katódon, és hidrogén -bromidot porózus anód alatt hidrogéngázzal együtt. A készülék szobahőmérsékleten működött, maximális teljesítménysűrűsége 0,795 watt / köbcentiméter. A megfigyelt teljesítmény megfelelt a kémiai reakciókat leíró matematikai modell előrejelzéseinek. Egyetlen membrán nélküli rendszer sem lett méretezve, főleg a növények összetettsége miatt.

Az Európai Unió által finanszírozott projekt folyamatban van, amely magában foglalja a hidrogén-bróm elemek telepítését a Hinnøya szigetcsoportba. A 2019 -ben elindított projekt több forrásból álló megújuló energiarendszer. 2021 -ben kell leszállítani.

A bróm viszonylag olcsó, az Egyesült Államokban évente több mint 243 000 tonnát állítanak elő membrán nélküli üzemeltetésben, ami csökkenti a költségeket és növeli az akkumulátor élettartamát.

Alkalmazások

A HBr redox áramlású akkumulátorok ideálisak olyan alkalmazásokhoz, amelyek napi kisütési ciklusokat igényelnek hosszú lemerülési időszakokra (azaz napi 6–12 órára) viszonylag hosszú üzemidőre (azaz 10–20 év). A tipikus alkalmazások közé tartozik a megújuló energiaforrások integrálása, az infrastrukturális beruházások elhalasztása, a csúcskezelés és a mikrohálózatok.

Kifejezetten a megújuló energiaforrások esetében alacsony költségű energiatárolásra van szükség ahhoz, hogy lehetővé tegye a megújuló energiaforrások változó, sőt szakaszos teljesítményét, például a nap- és szélenergiát . A tároló puffereli a megújuló energiaforrások változó teljesítményét, lehetővé téve az ilyen források kiindulási teljesítményének tekintését. A H2-Br2 áramlású akkumulátorok hátrányai közé tartozik az alacsony energiasűrűség (kisebb, mint a lítium-ion akkumulátoroké) és az üzem összetett egyensúlya. Ezek a hátrányok megakadályozzák a H2-Br2 áramlású akkumulátorok használatát szállítási alkalmazásokban. A hidrogén-bróm áramlású akkumulátor fejlesztésének következő szakasza a hidrogén-bróm áramlású akkumulátor.

"A regeneráló hidrogén-bróm üzemanyagcella teljesítményértékelése", Haley Kreutzer, Venkata Yarlagadda és Trung Van Nguyen, J. Electrochem. Soc. 2012. kötet 159., 7. szám, F331-F337

Előnyök

A HBr redox flow akkumulátor gyártásához nem használnak olyan ritka fémeket, mint a lítium és a kobalt .

Hivatkozások

  • Tolmacsov, V. Jurij; Piatkivskyi, Andrii; Ryzhov, Victor V.; Konev, Dmitrij V .; Vorotyntsev, Mihail A. (2015). "Energiaciklus nagy fajlagos energiájú vizes áramlású akkumulátoron alapul, és annak potenciális felhasználása teljesen elektromos járművekben és a közvetlen napenergia-vegyi energia átalakításban". Journal of Solid State Electrochemistry . 19 (9): 2711–2722. doi : 10.1007/s10008-015-2805-z .
  • Mody, Cyrus CM (2016). "Jack Kilby napenergia-szerencsétlenségének kevéssé ismert története". IEEE spektrum . 53. (10): 50–55. doi : 10.1109/MSPEC.2016.7572539 .
  • https://www.elestor.nl/projects/