باتری جریان پروتونی

ایده‌ی باتری جریان پروتونی، نیاز به تولید، ذخیره‌سازی و بازیابی گاز هیدروژن را از بین می‌برد. در حال حاضر این فرآیندها، بازدهی سیستمهای هیدروژن محورِ ذخیره‌‌سازی انرژی الکتریکی را محدود می‌کنند.

به گزارش "برق نیوز" جان اندروز، سرپرست پژوهشگران و دانشیار دانشگاه RMIT، می‌گوید این ایده‌ی تازه بهترین ویژگیهای یک پیل سوختی هیدروژنی و یک باتری الکتریکی را در هم می‌آمیزد.

جان اندروز می‌گوید: «از آنجا که این باتری در حالت شارژ فقط به ورود آب نیاز دارد و در حالت مصرف فقط به هوا نیاز دارد ما این سیستم جدید را "باتری جریان پروتونی" نامگذاری کرده‌ایم.»

او همچنین اضافه می‌کند: «استفاده از پروتون در باتری‌ها می‌تواند بسیار مقرون به صرفه‌تر از استفاده از یونهای لیتیوم باشد، چرا که لیتیوم باید از منابع معدنی نسبتا کمیاب، آب شور یا خاک رُس تأمین شود.»

«هیدروژن ظرفیت زیادی برای تبدیل شدن به منبع پاک انرژی دارد و این پژوهش امکان استفاده‌ی گسترده از این منبع را در سطح کاربردهای مختلف یک گام به پیش می‌برد. از لوازم الکترونیکی مصرف‌کننده گرفته تا شبکه گسترده ذخیره‌سازی برق و خودروهای الکتریکی.»

این ایده، الکترود ذخیره‌سازی هیدرید فلزی را با پیل سوختی برگشت پذیر «غشاء مبادله‌ی پروتون»، (Proton Exchange Membrane یا PEM) ، یکپارچه می‌سازد.

در حین شارژ، پروتونهای حاصل از تجزیه‌ی آب مستقیما با الکترونها و ذرات فلزی در یکی از الکترودهای پیل سوختی ترکیب می‌شوند و یک هیدرید فلزی حالت جامد را برای ذخیره‌سازی انرژی تشکیل می‌دهند. برای مصرف انرژی این فرآیند معکوس می‌شود.

طبق مقاله‌ی منتشر شده در نشریه‌ی بین‌المللی انرژی هیدروژنی (ژانویه‌ی 2014) ، بازده انرژی باتری جریان پروتونی می‌تواند به اندازه‌ی بازده باتری لیتیوم یونی باشد با این تفاوت که انرژی در واحد جرم و حجم باتری جریان پروتونی بیشتر است.

مقاله‌ی منتشر شده نخستین مقاله‌ای است که ایده‌ی باتری جریان پروتونی را مطرح و نامگذاری می‌کند. همچنین اولین مقاله‌ای است که اثبات تجربی مقدماتی این ایده را در بر دارد.

جان اندروز می‌گوید: «نتایج آزمایشگاهی اولیه‌ی ما شاخصهای هیجان انگیزی درباره‌ی عملی بودن ایده هستند، با این حال تحقیقات و توسعه بسیار بیشتری لازم است تا این کار به کاربرد تجاری عملی برسد.»