Nowa chemia zwiększa trwałość baterii przepływowych na bazie bromu
Naukowcy z Dalian Institute of Chemical Physics opracowali przełomową metodę wychwytywania bromu w bateriach przepływowych, co znacząco wydłuża ich żywotność i obniża koszty magazynowania energii.
Baterie przepływowe na bazie bromu od lat budzą zainteresowanie jako rozwiązanie dla długoterminowego magazynowania energii. Jednak ich szerokie zastosowanie ograniczały dotąd problemy z korozją elementów i wysokimi kosztami eksploatacji. Najnowsze badania zespołu z Dalian Institute of Chemical Physics Chińskiej Akademii Nauk wskazują na przełom w tej technologii.
Wyzwania związane z bromem w bateriach przepływowych
Baterie przepływowe wykorzystują reakcje chemiczne między jonami bromkowym a bromem pierwiastkowym. Brom jest łatwo dostępny i ma wysoką wartość elektrochemiczną, jednak podczas ładowania generowane są duże ilości reaktywnego bromu (Br2), który powoduje korozję elementów baterii i ogranicza liczbę cykli ładowania. Dotychczas stosowane dodatki ograniczające korozję często prowadziły do rozwarstwienia elektrolitu i utrudniały zarządzanie systemem.
Nowe podejście: wychwytywanie bromu w reakcji dwu-elektronowej
Badacze pod kierunkiem prof. Xianfenga Li opracowali nową reakcję chemiczną, w której do elektrolitu dodano związki aminowe działające jako tzw. „scavengery” bromu. Podczas pracy baterii brom powstający w reakcji elektrochemicznej jest natychmiast przekształcany w związki aminowo-bromowe, co pozwala utrzymać stężenie wolnego Br2 na bardzo niskim poziomie (około 7 mM). Dzięki temu zrealizowano dwu-elektronowy transfer, zwiększając gęstość energii i jednocześnie minimalizując korozję.
Testy i efekty praktyczne
Nowa chemia została przetestowana w cynkowo-bromowych bateriach przepływowych w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Niskie stężenie wolnego bromu pozwoliło na zastosowanie taniej, niefluorowanej membrany jonowymiennej (SPEEK), co obniża koszty systemu. W teście na skalę 5 kW bateria pracowała stabilnie przez ponad 700 cykli przy gęstości prądu 40 mA/cm2 i uzyskała sprawność energetyczną powyżej 78%. Nie wykryto korozji kluczowych komponentów przed ani po cyklach pracy.
Znaczenie dla rozwoju magazynowania energii
Nowa metoda może zmienić podejście do projektowania długowiecznych baterii przepływowych na bazie bromu. Umożliwia wykorzystanie tańszych materiałów, wydłuża żywotność urządzeń i zwiększa bezpieczeństwo eksploatacji.
Nasze badania dostarczają nowatorskiego podejścia do projektowania długowiecznych baterii przepływowych na bazie bromu i stanowią podstawę do dalszego rozwoju oraz wdrażania cynkowo-bromowych baterii przepływowych.
Zobacz również:
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Fortum rozszerza współpracę ze Steady Energy nad reaktorami SMR do ciepłownictwa
Fińska spółka energetyczna Fortum zacieśnia współpracę z firmą Steady Energy, inwestując w rozwój małych reaktorów modułowych (SMR) dedykowanych produkcji ciepła. Nowa umowa obejmuje wsparcie eksperckie oraz inwestycję kapitałową w innowacyjny reaktor LDR-50.
Coraz większa rola osadów ściekowych w produkcji energii i odzysku fosforu w Niemczech
Niemieckie oczyszczalnie ścieków coraz częściej wykorzystują osady ściekowe do produkcji energii i odzysku cennych surowców, takich jak fosfor. Najnowsze dane Federalnego Urzędu Statystycznego za 2024 rok pokazują zmiany w sposobach zagospodarowania tych odpadów.
Globalne wyzwania i szanse: amoniak jako nośnik energii i wodoru według badaczy MIT
Amoniak może odegrać kluczową rolę w dekarbonizacji energetyki i transporcie wodoru. Nowe badania MIT pokazują, jakie są koszty i emisje różnych technologii produkcji amoniaku na świecie.
Najbogatszy 1% świata zużył swój roczny limit emisji CO2 w 10 dni – analiza Oxfam
Nowa analiza Oxfam ujawnia, że najbogatszy 1% globalnej populacji przekroczył swój roczny limit emisji CO2 już w pierwszych 10 dniach 2026 roku. Wyniki te podkreślają rosnącą nierówność klimatyczną i konieczność zdecydowanych działań wobec największych emitentów.
Autonomiczne dostawcze robovany w Chinach – szybki rozwój i wyzwania technologiczne
W chińskich miastach coraz częściej pojawiają się autonomiczne pojazdy dostawcze. Innowacyjne rozwiązania przyciągają uwagę, ale niosą też nowe wyzwania dla bezpieczeństwa i infrastruktury.
Ponad 4 mln zł z KPO na termomodernizację szkoły i przedszkola w Przedczu
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej podpisał dwie umowy na dofinansowanie kompleksowej termomodernizacji Szkoły Podstawowej i Przedszkola Gminnego w Przedczu. Projekty otrzymały ponad 4 mln zł bezzwrotnej dotacji z KPO.
Komentarze