بطارية بسعة تخزين هائلة

في سبيل إنتاج بطارية تدفق فعالة من حيث التكلفة، قام باحثون في جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا بتصنيع مركب جزيئي يعمل كإلكتروليت منخفض التكلفة (مادة تحوي على أيونات حرة تشكل وسطا ناقلا للكهرباء)، مما مكن بطارية تدفق ثابتة الاحتفاظ بـ 99.98% من السعة لكل دورة.

هذا ويعرف أن بطارية التدفق النموذجية تتكون من خزانين من الإلكتروليت السائلة المتعارضة، حيث تضخ البطارية السوائل الموجبة والسالبة على طول فاصل غشائي محصور بين قطبين كهربائيين، مما يسهل التبادل الأيوني لإنتاج الطاقة.

وقد قال مؤلف الدراسة شنشينغ ليانغ في الجامعة: «يمكن لبطاريات التدفق المائية أن تحقق إنتاجا كهربائيا مستقرا لاستخدام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح غير المستقرة، وقد تم الاعتراف بها على أنها تقنية تخزين طاقة واعدة على نطاق واسع».

ووفقا لموقع «برايتر سايد» الأمريكي، تعتبر الميزة العضوية الكهربية المتمثلة في وفرة العناصر والتكلفة المنخفضة والتحكم الجزيئي المرن في الميزات الكهروكيميائية لكل من الالكتروليت الإيجابية والسلبية، مفتاحا لتطوير الجيل التالي من بطاريات التدفق.

وقد ركز ليانغ وفريقه على «تمبو»، وهو مركب كيميائي يمتاز بحالات أكسدة عكسية بسهولة وإمكانات عالية للطاقة، وهي الجودة المطلوبة في الالكتروليت الإيجابية.

وأضاف ليانغ: «ومع ذلك، لا يمكن تطبيق «تمبو» مباشرة على بطاريات التدفق»، ذلك أنه إذا ترك دون تعديل لن يذوب في السائل لتسهيل تبادل الطاقة في بطاريات التدفق.

ولهذا الغرض أفاد ليانغ عن تطوير استراتيجية لتفعيل «تمبو» باستخدام الفيولوجين، مشيرا إلى أن مادة الفيولوجين قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء، مما يزيد من قدرة «تمبو» على الذوبان في الماء. كذلك، فإن الفيولوجين يسحب الالكترونات كيميائيا من الشركاء الذريين مما يرفع من قدرته على تغيير حالته المؤكسدة، ويعتبر الفيولوجن أيضا ملحا مما يمنح «تمبو» «التوصيل الملائم» في محلول مائي.

وعندما تم اختبار «تمبو» المصنع المعدل بالفيولوجين في بطارية تدفق، وجد الباحثون أن البطارية احتفظت بـ 99.98% من السعة لكل دورة، مما يعني أن البطارية يمكنها أن تحتفظ تقريبا بكل طاقتها المخزنة عندما لا تكون قيد الاستخدام النشط.