Nowa membrana przechowa energię

Nowa membrana przechowa energię

Zespół z Narodowego Instytutu Nanonauki oraz Nanotechnologii w Singapurze (NUSNNI), kierowany przez dr Xie Xian Ning, opracował pierwszą na świecie membranę magazynującą energię.

Magazynowanie energii elektrycznej oraz zarządzanie nią staje się pilną kwestią ze względu na zmiany klimatyczne oraz niedobór energii. Istniejące technologie, takie jak akumulatory oraz superkondensatory są oparte o skomplikowaną strukturę, w tym płynne elektrolity. Nie są skalowalne, a ich koszty produkcji są wysokie. Istnieje również rosnące zaniepokojenie opinii publicznej związane ze świadomością wpływu tradycyjnych źródeł energii na środowisko. W ten sposób stymulowane są działania, mające na celu poszukiwanie alternatywnych źródeł energii oraz ich zrównoważenia.

Dostrzegając problem, dr Xie i jego zespół opracowali membrany, które nie tylko powinny być bardziej oszczędne, ale także są przyjazne środowisku. Naukowcy wykorzystali polimer oparty na bazie polistyrenu do złożenia miękkiej błony, która wciśnięta między dwie metalowe płyty, może przechowywać 0,2 farada na centymetr kwadratowy. Jest to znacznie więcej niż w typowych kondensatorach, gdzie ładunek przechowywany na takiej powierzchni to około mikrofarada.

Koszty związane z magazynowaniem energii są znacznie zredukowane. Istniejące technologie oparte na bazie ciekłych elektrolitów, sprawiają, że koszt przechowania jednego farada oscyluje wokół 7 dolarów. Dzięki zaawansowanej technologicznie membranie koszt ten spada ponad 10-krotnie. Przekłada się to analogicznie na koszt energii w stosunku do baterii litowo-jonowych.

Dr Xie powiedział: „W porównaniu do akumulatorów i superkondensatorów, własności membrany pozwalają na bardzo prostą konfigurację urządzenia i niski koszt wytwarzania. Ponadto wydajność membrany przewyższa wydajność dotychczasowych rozwiązań.”

Badania są wspierane przez dotacje Sojuszu Singapore-MIT Alliance for Research & Technology (SMART) oraz Narodową Fundację Rozwoju. Dr Xie i jego zespół rozpoczęli pracę na błonie na początku zeszłego roku i trwała aż do chwili obecnej. Naukowcy złożyli wniosek o amerykański patent.

Odkrycie zdobyło również uwagę czasopism naukowych na całym świcie i zostało opublikowane na łamach Energy & Enviromental Science oraz w Nature.

Membrana może być użyta w pojazdach hybrydowych do natychmiastowego magazynowania i dostarczania energii, poprawiając efektywność energetyczną i redukując emisję dwutlenku węgla. Potencjalnie, samochody hybrydowe wykorzystujące technologię membranową mogą być zasilana przez energię zmagazynowaną w błonach w połączeniu z energią dostarczaną ze spalania paliwa. Jej zastosowanie zwiększy żywotność akumulatorów i zmniejszy ilość odpadów.

Membrana może być również zintegrowana z panelami słonecznymi oraz turbinami wiatrowymi w celu przechowywania wytworzonej energii. Energia dostarczana przez te źródła jest niestabilna ze względu na zależność od czynników naturalnych. Poprzez ulepszenie tych źródeł, dzięki magazynowaniu nadwyżki energii na membranach, problem ten może być rozwiązany. Energia zostanie oddana, w przypadku braku energii słonecznej, czy wietrznej.

Naukowcy zademonstrowali swój wynalazek na bazie prototypu. Zespół bada obecnie możwliości komercjalizacji rozwiązania. Do tej pory wielu inwestorów wyraziło zainteresowanie.

„Wraz z pojawieniem się naszej błony, technologia magazynowania energii stanie się niedroga i możliwa do produkcji na szeroką skalę. Jest również przyjazna dla środowiska i może zmienić aktualny stan technologii energetycznych,” podsumował dr Xie.

(rr)