2025-02-20
Faoi ghrian scorching an Desert Sahára, an nóiméad a thiontú painéil fhótavoltach solas na gréine go leictreachas, tá an cine daonna draíocht fuinnimh críochnaithe. Ach mar gheall ar nádúr corrach ardú agus luí na gréine san oirthear agus sna scamaill tá stóráil fuinnimh mar phríomhionad catha sa réabhlóid fuinnimh ghlan. Ó na túir salainn leáite den Dunhuang Gobi go dtí Powerwall Tesla, tá dul chun cinn in eolaíocht na n-ábhar ag athmhúnlú teorainneacha stórála fuinnimh - substaintí speisialta a ghlacann ní hamháin solas na gréine, ach a iompaíonn ina acmhainn inchurtha freisin.
Thuig daoine cumhacht fuinneamh na gréine sa 3ú haois R.Ch., nuair a d’úsáid an caisleán Syracuse scáthán chun gathanna na gréine a dhíriú chun cabhlach na Róimhe a adhaint. Leanann ábhair stórála teasa nua-aimseartha an eagna bunaidh seo agus stóráil fuinnimh a bhaint amach trí athruithe foirm fhisiceacha.
Mar gheall ar shaintréithe leá paraifín ag 58 ° C is é an meán stórála teasa athraithe céime is eacnamaí. Cuimsíonn córas fótavoltach rooftop Aerfort Idirnáisiúnta Beijing Daxing 300 tonna de chéir paraifín modhnaithe i struchtúr alúmanam meala chun teas dramhaíola na bpainéal fótavoltach a ionsú i rith an lae agus fuinneamh a scaoileadh san oíche chun teocht an fhoirgnimh chríochfoirt a choinneáil, ag laghdú tomhaltas fuinnimh aerchóirithe 40% in aghaidh na bliana. Is féidir le hábhair chomhchodacha salainn eutectic níos forbartha (cosúil le níotráit níotráite-potaisiam litiam) an teocht stórála teasa a ardú go 565 ° C, agus úsáideann stáisiún cumhachta photothermal Dunne Crescent na Stát Aontaithe an t-ábhar seo chun 17 uair an chloig de sholáthar cumhachta leanúnach a bhaint amach.
Is é an dlús stórála teasa mórchóir de shalann leáite ag 565 ℃ ná 780MJ/m³, atá 12 uair níos mó ná uisce. Úsáideann stáisiún cumhachta photothermal túr Delingha 50MW i Qinghai 28,000 tonna de níotráití dénártha (60% níotráit sóidiam +40% níotráit photaisiam) chun solas na gréine a thiontú i rith an lae i gcumhacht tuirbín gaile san oíche. Ardaíonn an córas salann leáite clóiríd nuafhorbartha (cosúil le MgCl₂/KCl) an teocht oibriúcháin go 800 ° C agus méadaíonn sé an éifeachtúlacht stórála teasa 25%.
D'imoibrigh ocsaíd chóbaltous (Co₃O₄) go inchúlaithe ag 800 ° C. Co₃O₄ ↔ 3CoO + ½O₂. Ba é an dlús stórála teasa ₃ ná 1500kJ an kg, a bhí 3 huaire níos mó ná an salann leáite. Úsáideann an t-aonad turgnamhach, tógtha ag Ionad Aeraspáis na Gearmáine, 20 tonna ocsaíd miotail chun teas a stóráil ar fud na séasúir, ag scaoileadh teasa gréine a stóráiltear sa samhradh sa gheimhreadh.
Nuair a athraíonn painéil fhótavoltach fótóin ina leictreoin, conas a gheobhaidh tú na cáithníní micreascópacha seo chun sreabhadh go hordúil nuair is gá? Tógann ábhair ceallraí córas airgeadais an chórais fuinnimh nua-aimseartha.
Is é fosfáit iarainn litiam (LiFePO₄) rí stórála fuinnimh tí lena shaolré timthriall 2000. Úsáideann córas stórála fuinnimh Megapack Tesla an t-ábhar seo chun stáisiún cumhachta 300MWh a thógáil a fhéadfaidh cumhacht a thabhairt do 60,000 teach ar feadh uair an chloig. Tá an terpolaiméir nicil-cóbalt-mangainéise (NCM811), le dlús fuinnimh de 280Wh/kg, ag athscríobh na rialacha seasmhachta feithiclí leictreacha.
Úsáideann an ceallraí sreabhadh uile-vanadium réitigh ian vanadium de stáit valences éagsúla mar an leictrilít, agus an córas 3MW forbartha ag an bhfoireann Ollscoil Tsinghua bhaint amach éifeachtacht fuinnimh 80%, smúdála luaineachtaí greille cumhachta i Zhangjiakou Fengguang bonn stórála. Cadhnraí sreafa sreabhach iarainn-chrome níos saoire, ag baint úsáide as péirí cumhachta Fe² + Fe³ + agus Cr² + / Cr³ +, tá stáisiún cumhachta stórála fuinnimh aicme 100MWh tógtha ag cuideachta US ESS.
Bhrúigh an leictrilít soladach suilfíd (eg Li₆PS₅Cl) dlús fuinnimh na ceallraí go 500Wh/kg. Bhí sé mar aidhm ag Toyota ₆ feithicil leictreach ina bhfuil an ceallraí seo a olltáirgeadh i 2027. Tá leictrilít ábhar comhdhlúite a d'fhorbair Ningde Times na Síne tar éis an fhadhb a bhaineann le sábháilteacht stórála fuinnimh a réiteach trí 100 ° C a choinneáil gan tine a ghabháil le linn turgnaimh acupuncture.
Is é an fuinneamh gréine a thiontú ina mhóilíní ceimiceacha iniompair ná fíor-fhantasaíocht an chine daonna éirí as an eangach. Tá an aisling seo á thabhairt chun críche ag ábhair fhótacatalytic.
Chuir dé-ocsaíde tíotáiniam (TiO₂) tús le ré na bhfótacatalysis i 1972, ach tá glúin nua catalaíoch mar thoradh ar a chumas gan ach solas ultraivialait a úsáid. Comhchodach nítríde charbóin (C₃N₄) a forbraíodh in Ollscoil Tóiceo, an tSeapáin. Shroich éifeachtacht táirgthe hidrigine 8.2% faoi sholas infheicthe. D'úsáid foireann na hAstráile nanowires cóbalt phosphide chun an éifeachtúlacht a mhéadú go 16%, atá gar don tairseach tráchtálaithe.
Léiríonn ábhair chreata mhiotal-orgánacha (MOFanna) acmhainneacht iontach i bhfótaisintéis shaorga. Tá roghnaíocht 90% ag ábhar Caltech's Zn-Zr MOF maidir le CO₂ a thiontú go meatánól faoi sholas na gréine insamhladh, le ráta comhshó 5mmol/g in aghaidh na huaire. Tá an chatalaíoch copar-bhunaithe a d'fhorbair foireann Acadamh Eolaíochtaí na Síne tar éis táirgeadh leanúnach breosla gréine a bhaint amach in imoibreoir ar scála tionsclaíoch.
Laghdaíonn an catalaíoch ruthenium teocht shintéis amóinia phróiseas Haber ó 500 ℃ go 350 ℃, atá comhcheangailte go foirfe leis an gcóras teirmeimiceach gréine. Táirgeann an gléasra sintéise amóinia photothermal i NEOM Smart City, an Araib Shádach, go díreach leasachán nítrigine-charbóin le solas na gréine, ag laghdú 4.6 tonna de CO₂ in aghaidh an tonna táirge.
Ar thús cadhnaíochta na saotharlainne, tá ábhair nua ag sárú teorainneacha na fisice clasaiceacha agus ag oscailt toisí nua stórála fuinnimh.
Mar gheall ar shaintréithe neamhghnácha iompair teasa na seiléiníde biosmat (Bi₂Se₃) bhí an dlús stórála teasa 5 huaire níos airde ná na n-ábhar traidisiúnta. Tá capsúil stórála micrea-teasa déanta ag Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts ag baint úsáide as an ábhar seo, ar féidir leo teas sorn gréine a stóráil i spás 1cm³ ar feadh trí huaire.
Déantar díorthaigh azobenzene arna bhforbairt ag Institiúid Teicneolaíochta Chónaidhme na hEilvéise a chlaochlú sa chumraíocht mhóilíneach faoi sholas ultraivialait, stóráiltear fuinneamh suas le 1.2MJ/kg, agus scaoiltear go aischúlaithe iad nuair a spreagann solas infheicthe iad. Is féidir le cur i bhfeidhm an "earrach móilíneach" seo in ábhair thógála balla taobh amuigh an tí a bheith ina thaiscumar teasa féin-choigeartaithe lá agus oíche.
Baineann poncanna chandamach suilfíd luaidhe agus leictreoidí ilchodacha graphene amach éifeachtacht muirir agus urscaoilte 99% i bhfeistí comhtháite stórála fuinnimh fótavoltach. Tá fréamhshamhail an tsaotharlann NREL sna Stáit Aontaithe luchtaithe go hiomlán i 5 nóiméad faoi sholas caighdeánach agus tá saolré timthriall níos mó ná 100,000 uair aige.
Taobh dorcha na réabhlóide ábhair: Dúshláin agus cinn
In aice le stáisiún cumhachta fótavoltach Dunhuang, carnann na mílte tonna de phainéil fhótavoltach díchoimisiúnaithe suas isteach i gcnoic airgid, rud a léiríonn réaltacht bhrúidiúil an timthriall ábhair. Tá costas aisghabhála airgid agus luaidhe i gcomhpháirteanna sileacain criostalach trí huaire luach an ábhair, agus níl an baol sceitheadh luaidhe i gcadhnraí perovskite réitithe go hiomlán. Is féidir leis an teicneolaíocht dianscaoilte plasma arna fhorbairt ag Comhaontas Athchúrsála Fótavoltach an Aontais Eorpaigh ráta aisghabhála ábhar modúil a mhéadú go 97%, ach tá an costas próiseála fós chomh hard le 0.3 euro / kg.
Tá an neamhréireacht idir timthriall forbartha ábhar nua agus luas an aistrithe fuinnimh níos deacra fós. Ón tsaotharlann go dtí tráchtálú, ghlac cadhnraí soladach-stáit 30 bliain, agus níl an sprioc domhanda maidir le neodracht carbóin ach 26 bliain ar shiúl. Úsáideann Tionscadal Genome Ábhair Roinn Fuinnimh na SA AI chun ábhair iarrthóra a scagadh, ag laghdú an timthriall taighde agus forbartha 70%, agus tá 12 ábhar stórála hidrigine nua aimsithe aige.
Nuair a úsáideann stáisiúin taighde san Antartaice ábhair athraithe céime chun solas na gréine a stóráil le linn laethanta polacha trí oícheanta geimhridh fada, agus úsáideann sráidbhailte na hAfraice cadhnraí sreabhadh iarainn-cróimiam chun cumhacht fótavoltach a stóráil chun trealamh leighis a reáchtáil, tá ábhair stórála gréine ag athmhúnlú tírdhreach fuinnimh na sibhialtachta daonna. Ní hé seo amháin dul chun cinn na teicneolaíochta, ach freisin aththuiscint ar nádúr an fhuinnimh - ó shaothrú pléasctha fuinnimh mheandarach, go tógáil saoirse spáis-ama an ghréasáin fuinnimh. B'fhéidir lá amháin, ní stórálfaimid an fuinneamh gréine féin a thuilleadh, ach an domhan ábhar ar fad isteach i iompróir fuinnimh in-ríomhchláraithe, agus ansin beidh daoine ag tuiscint go fírinneach ar chumhacht na gréine.
Tags:
Tionscadal Bainistíochta Campa na hAraibe Sádaí Gréine PV
Tionscadal Stórála Fuinnimh 4MWh Eorpach
Tionscadal Carport Gréine Shanghai Huijue
Tionscadal Córais Stórála Fuinnimh Tráchtála Beaga do Chuideachtaí Déantúsaíochta Singeapór
Tionscadal Córas Microgrid Limistéar Sárscéimhe na Síne Hunan Cúige
