Nytt billigare solbatteri är gjord med en Pee Ingredient

Nytt billigare solbatteri är gjord med en Pee Ingredient
Fjäril på solpanel. Fotokrediter: Takver (cc 2.0)

Ett batteri tillverkat med urea, som vanligtvis finns i gödselmedel och däggdjursurin, kan ge ett billigt sätt att lagra energi som produceras genom solenergi eller andra former av förnybar energi för konsumtion under avgångstider.

Batteriet är obrännbart och innehåller elektroder gjorda av riklig aluminium och grafit. Elektrolytens huvudbeståndsdel, urea, produceras redan industriellt av tonen för växtgödselmedel.

"Så väsentligt, vad du har är ett batteri tillverkat med några av de billigaste och mest omfattande material som du kan hitta på jorden. Och det har faktiskt bra prestanda, säger Hongjie Dai, kemi professor vid Stanford University. "Vem skulle ha trott att du kunde ta grafit, aluminium, urea och faktiskt göra ett batteri som kan cykla under ganska lång tid?"

I 2015 var Dai's lab den första som gjorde ett laddningsbart aluminiumbatteri. Detta system laddas på mindre än en minut och varade tusentals laddningsutloppscykler. Labbet samarbetade med Taiwans Industrial Technology Research Institute (ITRI) för att driva en motorcykel med denna äldre version, som hade en stor nackdel: det innebar en dyr elektrolyt.

Den nyaste versionen innehåller en ureabaserad elektrolyt och är ungefär 100 gånger billigare än 2015-modellen, med högre effektivitet och en laddningstid på 45-minuter. Det är första gången urea har använts i ett batteri.

Kostnadsskillnaden mellan de två batterierna, säger Dai, är "som natt och dag". Resultaten finns i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Till skillnad från energi som härrör från fossila bränslen kan solenergi i huvudsak utnyttjas endast när solen skiner. En solpanel pumpar energi till elnätet under dagsljus. Om den energin inte förbrukas genast, förloras den som värme.

Eftersom efterfrågan på förnybar teknik växer, så behöver behovet av billiga, effektiva batterier för att lagra energin för frigöring på natten. Dagens batterier, som litiumjon eller blybatterier, är kostsamma och har begränsade livslängder.


Få det senaste från InnerSelf


Det nya batteriet kan ge en lösning på nätets lagringsproblem, säger doktorand Michael Angell. "Det är billigt. Det är effektivt. Gridlagring är huvudmålet. "

Grid lagring är också det mest realistiska målet, på grund av batteriets låg kostnad, hög effektivitet och lång livslängd, säger Angell. En typ av effektivitet, kallad Coulombic-effektivitet, är en mätning av hur mycket laddning som lämnar batteriet per laddningsenhet som den tar in under laddningen. Den Coulombic effektiviteten för detta batteri är hög 99.7 procent.

Även om det är effektivt, kan litiumjonbatterier som vanligtvis finns i liten elektronik och andra enheter vara brandfarliga. Däremot är ureabatteriet brandbart och därför mindre riskabelt.

"Jag skulle känna mig säker om mitt backupbatteri i mitt hus är tillverkat av urea med liten chans att orsaka brand," säger Dai.

För att uppfylla kraven på nätförvaring måste ett kommersiellt batteri vara i åtminstone tio år. Genom att undersöka de kemiska processerna i batteriet hoppas Angell att förlänga sin livstid.

Utsikterna är lovande. I laboratoriet kan dessa ureabaserade aluminiumjonbatterier genomgå 1,500-laddningscykler med en laddningstid på 45-minut.

"Med detta batteri är drömmen att solenergi ska lagras i varje byggnad och varje hem", säger Dai. "Kanske det kommer att förändra vardagen. Vi vet inte. "

Batteriets patent har licensierats till AB Systems, grundat av Dai. En kommersiell version är för närvarande under utveckling.

Artikel Källa

Jackie Flynn för Stanford University

US Department of Energy, Global Networking Talent 3.0 Plan, Taiwan Education Department och Taishan Scholar Project finansierade arbetet.

relaterade böcker

{amazonWS: searchindex = Böcker; nyckelord = solbatterier; maxresultat = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}