대황에서 하나와 거의 동일한 분자는 재생 에너지의 미래의 열쇠를 보유 할 수 있습니다. 연구원들은이 화합물을 사용하여 전기 유틸리티 그리드에 재생 가능한 전력을 저장하기위한 주요 경쟁자 인 고성능 "흐름"배터리를 만듭니다. 배터리 프로토 타입을 조정할 수 있다면 바람이 침착하고 태양이 빛나지 않을 때 유틸리티가 재생 에너지를 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.
재생 에너지는 이미 전 세계적으로 새로운 전력 생성 용량의 약 7%를 차지하는 풍력 및 태양 광 발전을 차지하고 있습니다. 많은 전문가들은 화석 연료에서 탄소 배출량을 제한하기 위해 그 수가 증가하는 것을보고 싶어합니다. 그러나 유틸리티가 바람과 태양 광 발전을 사용하여 전력의 약 20% 이상을 제공하면 문제가 발생합니다. 그 수준 이상으로, 태양이 빛나지 않고 바람이 불지 않을 때 백업 소스가 수요를 충족시키기가 어렵습니다.
나중에 사용하기 위해 과도한 재생 에너지를 저장하기 위해 수많은 기술이 제안되었습니다. 그리고 많은 지역들이 이미 오르막길을 펌핑하고 나중에 발전기를 통해 실행하여 바로 그 일을합니다. 그러나 그것은 평지에서는 작동하지 않습니다. 기존 배터리와 같은 다른 옵션은 여전히 비싸고 안전 문제가 있습니다.
흐름 배터리는 또 다른 옵션입니다. 화학 반응물과 전극을 함께 포장하는 기존 배터리와 달리 흐름 배터리는 반응물을 별도의 탱크에 유지합니다. 에너지는 막에 의해 분리 된 2 개의 전극을지나 재료를 흐르면 에너지를 추출하거나 반응물로 공급할 수 있습니다. 물에 용해 된 바나듐 이온을 기반으로하는 주요 유량 배터리 경쟁자의 본격적인 파일럿 프로젝트는 내년 일본에서 그리드 저장을 위해 완료 될 예정입니다. 그러나 바나듐은 비싸다. 킬로와트시의 전기를 제공하기위한 저장 용량의 유량 배터리에있는 바나듐 만 이제 $ 81의 비용이 듭니다. 다른 구성 요소를 추가하면 가격이 킬로와트시 당 350 달러에서 700 달러로 상승합니다. 미국 에너지 부에 따르면, 실행 가능한 그리드 스토리지 기술의 비용 목표는 킬로와트시 당 약 100 달러입니다.
하버드 대학교의 물리학자인 마이클 아지즈 (Michael Aziz)가 이끄는 팀은 그 마크에 더 가까워지기를 희망했다. 화합물은 오랫동안 배터리 재료의 주요 요구 사항 인 전자를 잡고 방출하는 데 능숙한 것으로 오랫동안 알려져 왔습니다. 그리고 그들은 식물과 심지어 원유에서 풍부하여 잠재적으로 저렴하게 만듭니다. 그래서 Aziz는 그와 그의 학생들이 흐름 배터리에서 몇 가지 다른 유형의 퀴논을 테스트하기 시작했고 공정한 결과를 얻었습니다. 이로 인해 하버드의 Alán Aspuru-Guzik이 이끄는 이론적 화학자들과 팀을 이루어 10,000 개 이상의 퀴논 분자의 특성을 계산했습니다. 그곳에서 그들은 대황 화합물에 부딪쳤다.
Aziz와 그의 팀은이를 플로우 배터리 설정에 통합했습니다. 하나의 탱크에서 그들은 quinone을 배치하고, 약어 aqdsh 2 , 물에 용해. 별도의 탱크에서 그들은 br 2 를 배치합니다 또는 브롬 액체. 전기를 꺼내기 위해, 그들은 얇은 양성자-전도성 막으로 분리 된 인접한 전극을 지나서 두 개의 액체를 펌핑한다. 하나의 전극에서, 각각의 퀴논 분자는 2 개의 전자와 2 개의 양성자를 포기한다. 전자는 외부 회로를 통해 반대쪽 전극으로 우편으로, 막을 통과 한 양성자와 만난다. 그런 다음 파트너는 브롬 원자와 결합하여 HBR 분자를 만듭니다. 에너지를 저장하기 위해 연구원들은 단순히 펌프를 반대로 실행하고 에너지 전자를 제공합니다. 그것은 수소를 동축하여 브롬 원자에서 벗어나 반대 전극의 퀴논에 스스로를 다시 잡아냅니다. 오늘 온라인으로 출판 된 논문에서 Nature , Aziz와 그의 동료들은 Quinone Flow Battery가 작동 할뿐만 아니라 조기 테스트에서도 안정적으로 보이며 상당한 전력을 제공한다는 것을 보여줍니다. 그리고 아마도 Aziz는 아마도 Quinones와 Bromine의 비용이 바나듐의 1/3 정도이며 잠재적으로 훨씬 저렴한 옵션이라고 말합니다.
.코네티컷 주 이스트 하트 포드에있는 United Technologies Research Center의 유량 배터리 전문가 인 Mike Perry는“이것은 새로운 재료 세트입니다. 그러나 Bromine은 가성이 풍부한 Perry 노트이며, 이는 최종 흐름 배터리의 비용을 추가 할 수 있습니다. Aziz는 그의 그룹이 브롬을 대체하기 위해 다른 유기물을 탐색하고 있다고 말합니다. 그것이 작동한다면, 소설 배터리는 그리드에 재생 가능한 전력을 추가하려는 노력에 활력을 불어 넣고 화석 연료 생성 전력에 대한 사회의 의존성을 제한 할 수 있습니다.
