تولید باتری ارزان از نمک برای خودروهای برقی

گروه علمی: یک شرکت چینی از نمک برای تولید باتری برای خودروهای برقی با هزینه‌ای اندک استفاده کرده و امیدوار است در آینده نزدیک این باتری‌ها را به تولید انبوه برساند.شرکت چینی سی ای تی ال، امیدوار است در آینده باتری‌های مبتنی بر نمک یا سدیم را جایگزین باتری‌های لیتیومی کند.
 

در باتری‌های سدیمی نیز مانند باتری‌های لیتیومی، یون‌های سدیم بین دو الکترود در حرکت هستند و از این طریق وسایل برقی شارژ می‌شوند. اما یون‌های سدیم در مقایسه با یون‌های لیتیوم مشکلات کمتری دارند. این یون‌ها بزرگ‌تر بوده و در برابر آلودگی‌ها و ناخالصی‌هایی که عمر باتری را کوتاه می‌کند، مقاومت بیشتری دارند. علاوه بر این باتری‌های سدیمی مشکلاتی مانند کاهش تدریجی چگالی و ظرفیت شارژ را نیز نخواهند داشت.
در باتری نمکی چینی از یک ماده کربنی سخت و متخلخل برای آند استفاده شده و ساختار کاتد نیز با استفاده از مواد دیگری تغییر یافته تا آرایش الکترون‌ها در درون باتری بهتر شود.چگالی انرژی این باتری به ازای هر کیلوگرم به ۱۶۰ وات ساعت می‌رسد که در مقایسه با رقم مشابه ۲۸۵ وات ساعت به ازای هر کیلوگرم در باتری‌های لیتیومی هنوز رقم مطلوبی نیست. اما رکوردی قابل توجه در دنیای باتری‌های سدیمی محسوب می‌شود.
شارژ ۸۰ درصد ظرفیت این باتری در دمای اتاق در عرض ۱۵ دقیقه انجام می‌شود. این باتری در سرمای منفی ۲۰ درجه قادر به حفظ ۹۰ درصد از شارژ خود است که رکوردی مناسب است. انتظار می‌رود تجاری سازی این باتری تا سال ۲۰۲۳ ممکن شود.

بزرگترین هاب انرژی تجدیدپذیر جهان بیش از 50 گیگاوات انرژی تولید خواهد کرد

انجام پروژه در سه فاز برنامه ریزی شده و می تواند تا سه و نیم میلیون تن هیدروژن سبز یا 20 میلیون تن آمونیاک سبز در هر سال تولید کند.

عصر ایران - کنسرسیومی بین المللی پیشنهاد ساخت بزرگترین هاب انرژی تجدیدپذیر جهان در استرالیای غربی را ارائه کرده است. این طرح پیشنهادی شامل صرف هزینه ای 100 میلیارد دلاری برای توسعه سایتی با مساحت نزدیک به 15 هزار کیلومتر مربع می شود که توانایی تولید بیش از 50 گیگاوات انرژی به شکل هیدروژن و آمونیاک با استفاده از انرژی خورشیدی و بادی را خواهد داشت.

ظرفیت پیش بینی شده برای این هاب نزدیک به ظرفیت تولید نیروی 54 گیگاوات با استفاده از ذغال سنگ، گاز و انرژی تجدیدپذیر است. این کنسرسیوم به نام هاب انرژی سبز غربی (WGEH) متشکل از شرکت های اینترکانتیننتال انرژی، سی‌ دبلیو پی گلوبال، و میرنینگ گرین انرژی لیمیتد است. شرکت آخر زیرمجموعه ای از میرنینگ تردیشنال لندز ابوریجینال کورپ و دارای کرسی دائمی در هیئت مدیره WGEH است.

این کنسرسیوم در بیانه ای اعلام کرده است که انجام پروژه در سه فاز برنامه ریزی شده و می تواند تا سه و نیم میلیون تن هیدروژن سبز یا 20 میلیون تن آمونیاک سبز در هر سال تولید کند. هیدروژن و آمونیاک تولید شده سپس در نیروگاه ها، صنایع سنگین، و هوانوردی استفاده خواهد شد.

همچنین، این کنسرسیوم ساخت تاسیساتی دریایی برای انتقال سوخت تولید شده به کشتی ها را برنامه ریزی کرده است که احتمالا تا سال 2030 آغاز خواهد شد. تولید بیش از 30 گیگاوات نیرو از طریق باد توسط این هاب برنامه ریزی شده است و باقیمانده با استفاده از انرژی خورشیدی تولید خواهد شد.

این طرح پیشنهادی در شرایطی ارائه شده است که وزارت محیط زیست استرالیا به تازگی طرحی در مقایس کوچک‌تر – هابی با ظرفیت تولید 26 گیگاوات انرژی - را با اشاره به آسیب های احتمالی به تالاب ها و به عنوان تهدیدی برای گونه های پرندگان مهاجر رد کرده بود. باید به این نکته اشاره داشت که دو عضو کنسرسیوم جدید شامل اینترکانتیننتال انرژی و سی‌ دبلیو پی گلوبال بخشی از تیم پیشنهاد دهنده طرح قبلی نیز بوده اند.

در صورت تصویب، این هاب انرژی تجدیدپذیر جدید می تواند پروژه انرژی تجدیدپذیر 45 گیگاواتی که توسط شرکت آلمانی Svevind Energy در قزاقستان ساخته می شود و در حال حاضر بزرگترین پروژه در این بخش است را پشت سر بگذارد.

ترجمه: محمد مهدی حیدرپور

---

بیشتر بخوانید: 

*آیا توربین‌های بدون تیغه آینده انرژی بادی هستند؟

*مایعی که انرژی خورشیدی را برای دو دهه ذخیره می‌کند

*بادگیرهای شناور بلندتر از برج ایفل و تامین برق 80 هزار خانه (+عکس)

ساخت مایعی که می‌ تواند انرژی خورشیدی را برای دو دهه ذخیره کند

مایعی که انرژی خورشیدی را برای دو دهه ذخیره می‌کند

دانشمندان با تولید مایعی که می‌تواند انرژی خورشیدی را برای تقریباً دو دهه درون خود ذخیره کند، گام دیگری در راستای ذخیره طولانی مدت انرژی خورشیدی برداشتند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، انرژی خورشیدی یکی از امیدوارکننده‌ترین جایگزین‌ها برای سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شود. با این حال، برای پذیرش کامل این انرژی پایدار، هنوز چالش‌هایی وجود دارد که باید برطرف شوند. یکی از این چالش‌ها عدم توانایی در ذخیره طولانی مدت انرژی خورشیدی است. ذخیره سازی این انرژی برای اطمینان از دسترسی به آن حتی در هنگام تابش خورشید بسیار حیاتی است.

اکنون یک سری از مقاله‌های تحقیقاتی جدید در این زمینه امیدواری می‌دهند، زیرا در آنها رویکرد جدیدی برای ذخیره انرژی خورشید ترسیم شده است که قادر به ذخیره این انرژی به مدت ۱۸ سال است.

دانشمندان سوئدی در سال ۲۰۱۸ "سوخت گرمایی خورشیدی" را تولید کردند؛ مایعی خاص که طبق گزارشها می‌تواند انرژی گرفته شده از خورشید را تا ۱۸ سال درون خود ذخیره کند و نگه دارد.

"جفری گروسمن" مهندسی که با این مواد در موسسه فناوری ماساچوست(MIT) کار می‌کند، توضیح داد: یک سوخت گرمایی خورشیدی شبیه به یک باتری قابل شارژ است، اما شما به جای برق، نور خورشید را وارد آن می‌کنید و گرما دریافت می‌کنید.

اکنون بیش از یک سال است که این مایع توسط دانشمندان دانشگاه فناوری "چالمرز" در سوئد در دست تولید است.

این سوخت گرمایی خورشیدی موسوم به "MOST" که مخفف کلمات "سیستم ذخیره انرژی گرمایی خورشیدی مولکولی" است، به صورت دَوّار کار می‌کند. یک پمپ، سوخت گرمایی خورشیدی را در لوله‌های شفاف می‌چرخاند. وقتی نور خورشید با این سوخت تماس پیدا می‌کند، پیوندهای بین اتم‌های آن بازآرایی می‌شوند و به یک ایزومر(ترکیباتی با فرمول شیمیایی یکسان اما با فرمول ساختاری متفاوت) غنی از انرژی تبدیل می‌شوند. انرژی خورشید سپس بین پیوندهای شیمیایی قوی ایزومرها گرفتار می‌شود.

انرژی خورشیدی به شکلی باورنکردنی در آنجا گیر می‌افتد و حتی وقتی مولکول تا دمای اتاق سرد می‌شود نیز آزاد نمی‌شود. اما برای استفاده از این انرژی به دام افتاده، مایع در یک کاتالیزور (که آن هم توسط تیم تحقیق توسعه یافته است) جریان می‌یابد و واکنشی ایجاد می‌کند که مایع را تا ۱۱۳ درجه فارنهایت(۶۳ درجه سانتیگراد) گرم می‌کند. این کار، مولکول را به شکل اولیه خود برمی‌گرداند و انرژی خورشیدی به دام افتاده را به شکل گرما آزاد می‌کند.

محققان می‌گویند هنگامی که تقاضای انرژی وجود دارد، می‌توان از این مایع غنی از انرژی برای تأمین انرژی آبگرمکن‌های ساختمانی، ماشین‌های ظرفشویی، خشک‌کن البسه و موارد دیگر استفاده کرد. همچنین این مایع می‌تواند کاربردهای صنعتی از جمله گرمای لازم برای پخت و پز، استریلیزاسیون، سفید کنندگی و تقطیر نیز داشته باشد.

سپس این مایع دوباره به درون جمع کننده گرمایی خورشیدی پمپ می‌شود تا دوباره مورد استفاده قرار گیرد.

محققان تاکنون این مایع را بیش از ۱۲۵ بار بدون آسیب قابل توجه به ساختار مولکولی آن مورد استفاده قرار داده‌اند.

"کسپر موث-پولسن" رهبر تیم تحقیقاتی و استاد گروه شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه "چالمرز" گفت: محاسبه کرده‌ایم که این سوخت در نقطه اوج خود می‌تواند تا ۲۵۰ وات ساعت انرژی در هر یک کیلوگرم ذخیره کند که این تقریباً دو برابر ظرفیت انرژی باتری‌های تسلا موسوم به "پاوربال"(Powerwall) است.

از اواخر سال ۲۰۲۰ یک پروژه از جانب اتحادیه اروپا به هدایت تیمی از محققان دانشگاه "چالمرز" برای توسعه نمونه‌های اولیه از این فناوری برای کاربردهای گسترده مشغول کار است. به این پروژه ۴.۳ میلیون یورو از طرف اتحادیه اروپا اعطا شده است و ۳.۵ سال ادامه خواهد داشت.

"کسپر موث-پولسن" می‌گوید: با این بودجه، توسعه‌ای که اکنون می‌توانیم در پروژه "MOST" انجام دهیم ممکن است به راه حل‌های جدید خورشیدی و بدون آلاینده برای گرمایش در مصارف مسکونی و صنعتی منجر شود. این پروژه در مرحله بسیار مهم و مهیجی قرار دارد.

محققان همچنین از این فناوری در یک نوار درزگیر پنجره استفاده کرده‌اند تا دما را درون خانه در روزهای گرم یکنواخت کند. استفاده از این مولکول در پرده‌ها و پنجره‌ها از هم اکنون توسط یک شرکت به نام "Solartes AB" آغاز شده است.

محققان معتقدند این فناوری می‌تواند طی ۱۰ سال آینده مورد استفاده تجاری قرار گیرد.

وسیله نقلیه‌ای با سوخت هوا

دانشجویان مصری، نوعی وسیله نقلیه طراحی کرده‌اند که سوخت آن، تنها با هوا تامین می‌شود.

به گزارش ایسنا و به نقل از دیلی‌میل، گروهی از دانشجویان مصری، یک وسیله نقلیه تک‌نفره طراحی کرده‌اند که سوخت آن با هوا تامین می‌شود.

این وسیله نقلیه که برای پروژه فارغ‌التحصیلی دانشجویان "دانشگاه حلوان"(Helwan University) مصر طراحی شده، می‌تواند هزینه‌های انرژی را کاهش دهد و در گسترش استفاده از انرژی پاک موثر باشد.

به گفته سازندگان، این وسیله می‌تواند با سرعت 40 کیلومتر در ساعت حرکت کند و پیش از نیاز به سوخت‌گیری مجدد با اکسیژن فشرده، قابلیت حرکت تا حدود 30 کیلومتر را دارد اما آنها امیدوار هستند که سرعت نمونه‌های آینده این وسیله، نهایتا به 100 کیلومتر در ساعت برسد.

هزینه ساخت این وسیله تک‌نفره، 1000 دلار بوده است. "محمود یاسر" (Mahmoud Yasser)، از طراحان این پروژه گفت: این وسیله، از نظر اجرایی، تقریبا هزینه‌ای نداشته است. برای سوخت آن، از اکسیژن فشرده استفاده شده؛ در نتیجه، هزینه‌ای برای سوخت پرداخت نمی‌شود و نیازی به خنک کردن آن وجود ندارد.

در حال حاضر این گروه پژوهشی، برای تولید انبوه اختراع خود، نیازمند بودجه است. در صورت تایید و تولید این وسیله نقلیه، مصر می‌تواند اصلاحات عمیق اقتصادی از جمله کاهش هزینه انرژی را تجربه کند.

تویوتا کشتی ساخت (+عکس)

تویوتا از جمله معدود خودروسازانی است که تجربه صنایع هیدرو‌ژنی را دارد و در کنار این کشتی از منابع تجدیدپذیر در خودروهایی مانند میرای، پیک‌آپ، اتوبوس و لیفتراک‌هایش بهره می‌برد.

خودروسازان در سال‌های اخیر نگاهی دقیق به قدرت‌های هیدروژنی انداخته‌ و از این سیستم سوختی فقط برای خودروهای مسافری بهره نبرده‌اند. مرسدس برای نمونه اولیه ون "اسپرینتر" خود از سوخت سلولی بهره برده و تویوتا اینک قدمی بزرگتر برداشته و قصد دارد یک وسیله بزرگ و غول‌پیکر را به جدول تناوبی وصل کند.

به گزارش گروه خودروی عصر ایران، وسیله هیدروژنی تویوتا یک کشتی بزرگ و سنگین است که 30 متر طول و 12 متر عرض دارد و وزن آن به 280 هزار کیلوگرم می‌رسد.

این کشتی در حال حاضر " انرژی آبزرور" یا "ناظر انرژی" نامیده می‌شود و پروژه آن در سال گذشته برای استفاده از منابع تجدید پذیر و غیر آلاینده آغاز شدi و قصد دارد در طی یک تست 6 ساله با حمایت تویوتا موتور اروپا و با استفاده از سوخت هیدروژنی به دور دنیا سفر کند. این کشتی در حال حاضر در مدیترانه سیر می‌کند و قرار است در سال 2020 همزمان با بازی‌های المپیک به توکیو برود.

این پروژه می‌تواند سرآغازی برای کاربرد هیدروژن در بسیاری از مصارف زندگی و صنعت باشد و صنعت حمل و نقل را به سمت پاک بودن پیش ببرد.

تویوتا از جمله معدود خودروسازانی است که تجربه صنایع هیدرو‌ژنی را دارد و در کنار این کشتی از منابع تجدیدپذیر در خودروهایی مانند میرای، پیک‌آپ، اتوبوس و لیفتراک‌هایش بهره می‌برد.