Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ενισχυμένες με φωτόνια για ηλιακή αποθήκευση
επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, φωτοβολταϊκά, ενέργεια, τεχνολογία, 2022
Ιάπωνες επιστήμονες ανέλυσαν συστήματα αποθήκευσης που συνδυάζουν φωτοβολταϊκές και μεταλλικές μπαταρίες υψηλής χωρητικότητας ενέργειας. Οι μπαταρίες έχουν πλεονεκτήματα όπως χαμηλή τάση φόρτισης και υψηλή πυκνότητα, αλλά η σταθερότητα και η ασφάλεια πρέπει να αντιμετωπιστούν πριν φτάσουν στην κυκλοφορία.
Ερευνητές από το Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών (NIMS) στην Ιαπωνία εξέτασαν διάφορες φωτοβελτιωμένες επαναφορτιζόμενες μεταλλικές μπαταρίες που διαθέτουν φωτοβολταϊκές και μεταλλικές μπαταρίες υψηλής πυκνότητας για άμεση αποθήκευση ενέργειας από ηλιακή σε ηλεκτροχημική.
Εξέτασαν συσκευές που ενσωματώνουν συστήματα αποθήκευσης φωτοβολταϊκών και ιόντων λιθίου, ιόντων ψευδαργύρου, λιθίου-θείου , λιθίου-ιωδίου, ψευδαργύρου-ιωδίου, λιθίου-οξυγόνου, ψευδαργύρου-οξυγόνου και διοξειδίου του λιθίου.
«Παρά την σημαντική πρόοδο στις μπαταρίες και τις τεχνικές φωτοβολταϊκών τις τελευταίες δεκαετίες, η ενσωμάτωση διαφορετικών επαναφορτιζόμενων μπαταριών με την ηλιακή ενέργεια με αποτελεσματικό και χαμηλού κόστους τρόπο παραμένει μεγάλη πρόκληση», ανέφεραν.
Οι Κατηγορίες
Διαχώρισαν τις τεχνολογίες μπαταριών σε δύο κατηγορίες: κλειστού τύπου φωτο-βελτιωμένες επαναφορτιζόμενες μεταλλικές μπαταρίες και ανοιχτού τύπου φωτο-βελτιωμένες επαναφορτιζόμενες μεταλλικές μπαταρίες. Ανέλυσαν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε είδους μπαταρίας.
Κατά γενικό κανόνα, οι μπαταρίες ενισχυμένες με φωτόνια μπορούν να παρέχουν καλύτερη απόδοση για χαμηλή τάση φόρτισης και υψηλή πυκνότητα ενέργειας, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για έξυπνα ηλεκτρονικά και οπτοηλεκτρονικά. Ωστόσο, η σταθερότητα και η ασφάλεια θα πρέπει να βελτιωθούν για να βοηθηθούν τέτοιες συσκευές να φτάσουν σε εμπορική βιωσιμότητα.
«Για παράδειγμα, οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου, τις οποίες όλοι γνωρίζουμε επειδή χρησιμοποιούνται σε πολλές σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων φορητών υπολογιστών, τηλεφώνων και ηλεκτρικών οχημάτων, είναι αποτελεσματικές, αλλά θα ήταν δύσκολο να αξιοποιηθούν για χρήση ηλιακής ενέργειας λόγω της περίπλοκης δομής τους», είπαν.
Οι επιστήμονες σημείωσαν τη σημασία της τυποποίησης των πειραματικών συνθηκών και της ανάπτυξης αποτελεσματικών συστημάτων διαχείρισης θερμότητας για σταθερή λειτουργία.
«Πρέπει να καθιερωθούν τυπικές πειραματικές συνθήκες που ευνοούν τη σύγκριση της συνολικής απόδοσης σε διαφορετικά συστήματα. Για τις φωτοβελτιωμένες μπαταρίες, ο φωτισμός είναι απαραίτητος», εξήγησαν.
Η Thy εισήγαγε την τεχνολογία μπαταριών με την μελέτη «Φωτοβελτιωμένες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες μετάλλου υψηλής πυκνότητας για μετατροπή και αποθήκευση ηλιακής ενέργειας», που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στην Nano Energy.
