Lithium-Luftbatterien können Energie für Autos, Häuser und Industrie speichern

April 12, 2019

Gegenwärtige Lithium-Ionen-Batterie-Technologie vermutlich ist nicht in der Lage, die kommenden enorme Nachfrage der Jahrzehnte nach Energie zu behandeln. Es wird geschätzt, dass bis 2050, Strom 50% des Energiemix der Welt bildet. Heute ist diese Rate 18%. Aber die installierte Kapazität für Produktion der erneuerbaren Energie wird erwartet, sich um das Vierfache zu erhöhen. Dieses erfordert Batterien, die leistungsfähiger sind, billiger und umweltfreundlich.

 

Eine der Alternativen, die heute in vielen Teilen der Welt studiert werden, ist die Lithiumluftbatterie. Einige der brasilianischen Bemühungen in der Suche nach solchem Gerät wurden am Tag zwei von FAPESP-Woche London dargestellt, gehalten 11. bis 12. Februar 2019.

 

„Es gibt viel Gespräch heute über Elektroautos. Einige europäische Länder denken auch an das Verbieten von Verbrennungsmaschinen. Darüber hinaus benötigen auswechselbare Quellen wie Solarenergie Batterien, zu speichern, was tagsüber durch Sonnenstrahlung erzeugt wird,“ sagten Rubens Maciel Filho, ein Professor in der Schule der Industriechemie der Universität von Campinas (UNICAMP).

 

Die Lithiumluftbatterie, z.Z. arbeitend nur auf einer Laborstufe, benutzt umgebenden Sauerstoff als Reagens. Die Batterie speichert zusätzliche Energie durch eine elektrochemische diese Reaktion Ergebnisse in der Bildung des Lithiumoxids.

 

„Es ist eine stützbare Weise, elektrische Energie zu speichern. Mit Fortschritten kann es zahlreiche Entladungs-/Gebührenzyklen stützen. Es hat großes Potenzial für Gebrauch im Transport, in den hellen und schweren Fahrzeugen ebenso. Es kann in den Vertriebsnetzen des elektrischen Stroms auch arbeiten,“ sagte den Forscher.

Aber das Machen von Experimenten zu Handels- lebensfähige Produkte bezieht mit ein, die Grundlagen der elektrochemischen Reaktionen zu verstehen, die im Prozess auftreten.

 

„Es erfordert auch die Entwicklung von neuen Materialien, die uns erlauben, wünschenswerte Reaktionen wirksam einzusetzen und Undesirable herabzusetzen oder zu vermeiden eine,“ sagte Maciel, Direktor der New Energy-Innovations-Mitte (FILMTECHNIK). Mit Einheiten an UNICAMP, wird das Atomenergie-Forschungsinstitut (IPEN) und das Chemie-Institut São Carlos an der Universität von São Paulo (USP), die Mitte durch FAPESP und Shell unter dem Bereich des Technik-Forschungszentrum-Programms (ERC) gestützt.

 

Er fuhr fort, dass einige der Phänomene im operando beobachtet werden müssen, oder das heißt, in der Realzeit zu erklären. „Die Idee ist, die Reaktionen im Auge zu behalten, die in den dynamischen Experimenten und in den verschiedenen chemischen Spezies auftreten, die gebildet werden, selbst wenn vorübergehend.

Andernfalls gehen einige der Stadien im Prozess verloren und die Körperverletzung wird ineffizient im Hinblick auf Vorwurfszeit und Dauer des Vorwurfs.“

Um diese Maße zu leiten, benutzen die Forscher das nationale Synchroton-Licht-Labor (LNLS) in der brasilianischen Mitte für helle Forschung in der Energie und in den Materialien (CNPEM), gelegen in Campinas.

 

Ein anderes Projekt, das während der Sitzung dargestellt wurde, bezog Schwefelluftbatterien mit ein. Trotz des Seins nicht, wie leistungsfähig, sind sie billige und Speicherenergie viele Stunden lang. „Sie können Energie bis 24 Stunden lang zu sehr niedrigen Kosten speichern. Seine Hauptbestandteile sind Schwefel und scharfe Soda und sie sind extrem billig. Deshalb investieren wir in ihnen,“ sagte Nigel Brandon, ein Professor am Imperial College.

Wegen dieser Eigenschaften können Schwefelluftbatterien in den Häusern oder in den Geschäften benutzt werden. Brandon glaubt jedoch dass ihr größtes Potenzial in Ladestationen für Elektroautos ist, die zum europäischen Ziel von Ausschnittkohlendioxidemissionen 80% bis 2050 viel alltäglicheres passendes werden.

 

„Es ist wichtig, die Tatsache zu unterstreichen, dass die verschiedenen Batterieprojekte nicht konkurrieren, mit einander aber sich eher ergänzen,“ sagte Geoff Rodgers von Brunel-Universität London, Sitzungsvermittler.

Sun, Wasserstoff und biologische Brennstoffe

Leistungsfähigere Batterien sind in einem Szenario besonders wichtig, dessen der Gebrauch von Solarenergie erwartet wird, sich zu erhöhen. Höchstsonnenstrahlung tagsüber erfordert den Bedarf an der leistungsfähigen Energiespeicherung, also kann sie nachts auf gezeichnet werden.

Maciel sprach auch über ein Projekt an der FILMTECHNIK, um leistungsfähigere Solarzellen, die in der Zukunft benutzt werden konnten, um Solarenergie in Strom auch umzuwandeln, um chemische Produkte zu erreichen, oder sogar Wasserstoff von der Wasserhydrolyse zu entwickeln.

Flüssiger Wasserstoff ist ein sehr leistungsfähiger Brennstoff, aber seine Produktion hat energiereiche Kosten zur Folge. Sie ist eine der Wahlen, die im Vereinigten Königreich betrachtet werden, da biologische Brennstoffe nicht so lebensfähig wie in Brasilien sind.

„Wir suchen nach neuen bakteriellen Enzymen für Oxidation des Lignins, ein aromatisches Polymer, das mehr als bildet, 25% von Betriebszellwänden und sind- ein Teil des Rückstandes der Produktion des biologischen Brennstoffes. Das Ziel ist, neue Produkte wie biologische Brennstoffe zu entwickeln, neuer Plastik und chemische Produkte für Industrie,“ sagte Timothy Bugg University of Warwicks.