Para saintis yang diketuai oleh Columbia Engineering telah membangunkan bateri K-Na/S inovatif yang menjanjikan untuk merevolusikan storan tenaga boleh diperbaharui dengan menjadikannya lebih cekap dan berpatutan. Teknologi terobosan ini boleh meningkatkan dengan ketara kebolehpercayaan sumber tenaga boleh diperbaharui seperti angin dan solar.
Dalam langkah penting ke arah masa depan tenaga yang lebih mampan, saintis yang diketuai oleh Columbia Engineering telah membangunkan bateri K-Na/S termaju yang berjanji untuk merevolusikan cara kami menyimpan tenaga boleh diperbaharui. Dengan memanfaatkan elemen yang murah dan mudah didapati seperti kalium, natrium dan sulfur, bateri bertenaga tinggi ini menawarkan penyelesaian yang cekap dan berpatutan untuk penyimpanan tenaga jangka panjang.
Sumber tenaga boleh diperbaharui seperti angin dan solar sangat diperlukan untuk masa depan planet kita. Walau bagaimanapun, ia sememangnya terputus-putus, memerlukan penyelesaian storan yang berkesan untuk memastikan bekalan kuasa yang stabil.
"Adalah penting untuk kami dapat memanjangkan tempoh masa bateri ini boleh beroperasi, dan kami boleh mengeluarkannya dengan mudah dan murah," Yuan Yang, profesor bersekutu sains bahan dan kejuruteraan di Jabatan Fizik Gunaan dan Matematik di Columbia Kejuruteraan dan ketua pasukan penyelidikan, berkata dalam a Siaran akhbar. "Menjadikan tenaga boleh diperbaharui lebih dipercayai akan membantu menstabilkan grid tenaga kami, mengurangkan pergantungan kami kepada bahan api fosil dan menyokong masa depan tenaga yang lebih mampan untuk kita semua."
Penyelidikan pasukan itu, baru-baru ini diterbitkan dalam Nature Communications, menangani had utama bateri K-Na/S sebelumnya, yang mengalami kapasiti rendah dan memerlukan suhu operasi yang tinggi melebihi 250 darjah Celsius. Cabaran teknikal ini menjadikan bateri sedemikian mahal dan tidak praktikal untuk kegunaan meluas.
Untuk mengatasi halangan ini, Yang dan pasukannya membangunkan elektrolit baharu yang terdiri daripada campuran pelarut asetamida dan ε-caprolactam. Elektrolit inovatif ini boleh melarutkan mendakan pepejal bermasalah seperti K2S2 dan K2S, meningkatkan tenaga dan ketumpatan kuasa bateri dengan ketara sambil membolehkannya beroperasi pada suhu yang lebih terurus sekitar 75 darjah Celsius.
“Pendekatan kami mencapai kapasiti nyahcas hampir teori dan hayat kitaran yang dilanjutkan. Ini sangat menarik dalam bidang bateri K/S suhu sederhana,” tambah pengarang bersama pertama Zhenghao Yang, pelajar kedoktoran dengan Yang.
Implikasi daripada kejayaan ini adalah meluas. Penyelesaian penyimpanan tenaga yang cekap dan berpatutan adalah penting untuk memaksimumkan utiliti tenaga boleh diperbaharui. Dengan berpotensi menyelesaikan isu lama yang berkaitan dengan penyimpanan, bateri K-Na/S baharu ini boleh menyediakan bekalan kuasa yang stabil dan boleh dipercayai daripada sumber boleh diperbaharui, walaupun dalam tempoh tiada matahari atau angin.
Penyelidikan itu dijalankan di bawah Pusat Tenaga Elektrokimia Columbia (CEEC), yang bertujuan untuk mempercepatkan pengkomersilan teknologi terobosan melalui kerjasama antara disiplin dan perkongsian industri.
Pada masa ini, tumpuan pasukan adalah pada bateri kecil bersaiz syiling, tetapi matlamat utama mereka adalah untuk meningkatkan teknologi ini untuk penyimpanan tenaga berskala besar. Kejayaan dalam usaha ini akan membolehkan grid tenaga yang stabil, dengan ketara mengurangkan pergantungan kepada bahan api fosil dan memupuk infrastruktur tenaga yang lebih mampan.
Dengan pengoptimuman dan pembangunan yang berterusan, bateri K-Na/S yang canggih dari Columbia Engineering boleh menjadi kunci untuk membuka potensi penuh sumber tenaga boleh diperbaharui, membuka jalan untuk masa depan yang lebih stabil dan mampan.