Yeni Membran Tasarımı Polisülfit Redoks Akış Pillerindeki Çapraz Geçişi Önlüyor
Hong Kong’daki Çin Üniversitesi’nde iki araştırmacı, polisülfit redoks akış pillerindeki çapraz geçişi önleyen yeni bir membran tasarımı geliştirdi. ‘Nature Energy’ dergisinde yayınlanan makalelerinde Zhejun Li ve Yi-Chun Lu, yeni membran tasarım çalışmalarını anlattı. Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan Wei Wang, aynı dergide polisülfür redoks akışlı pillerle ilgili sorunları ve bu sorunların üstesinden gelmek için Li ve Lu’nun çalışmalarını açıklayan bir haber yayınladı.
1970’lerin ortalarında, NASA Mühendisi Lawrence Thaller, redoks akışlı batarya icat etti. O zamandan itibaren, bu tür piller, güç şebekelerinin yedeklenmesi gibi büyük ölçekli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni, büyük seviyelere kadar ölçeklendirilmelerinin kolay olmasıdır – konsept, elektrolitlerin merkezi olmayan harici tanklarda depolanmasını içerir. Daha yakın zamanlarda, bilim insanları polisülfür redoks akış pilleri yapmak istediler çünkü yapımı ve bakımı daha ucuz olacaktı. Fikri test etmek için bir tesis inşa edildi, ne yazık ki bunu yapmak, malzemenin bir zayıflığını ortaya çıkardı. Bu zayıflık çok kısa bir yaşam döngüsüne yol açan polisülfit türlerinin çapraz geçişidir. Bu tesis ile araştırmacılar yeni bir membran tasarımının geliştirilmesiyle çapraz geçiş probleminin üstesinden geldiler.
Tasarım, polivinilidin florür kullanılarak bir Nafion membranının yüzeyine yapıştırılmış Ketjen siyah karbon tabakası kullanmayı içeriyor. Araştırmacılar, karbon bulamaçlarının zarın her iki tarafına damlatılmasıyla tasarımın gerçekleştirildiğini belirtiyorlar. Ayrıca, zar çok geniş olduğu için, yüzey alanının poliodid ve polisülfür iyonları için bir ayırıcı görevi görebildiğini de not ettiler. Doygunluk meydana geldiğinde, anyonların bloke edildiğini, zara hareket etmelerinin engellendiğini ve dolayısıyla hiçbir geçişin meydana gelemeyeceğini belirttiler. Araştırmacılar, karbonun membran üzerindeki yüksek iletkenliğinin, düşük iletkenliği olan alttaki membranın üstesinden geldiğine dikkat çekiyor; bu nedenle, yakalanmanın meydana geldiği zarlarda olduğu gibi zarın işlevi için zararlı değildir.
Araştırmacılar, tasarımı hem akışkan hem de statik polisülfit-iyodür hücrelerinde test ettiler ve çapraz geçişin gerçekleşmediğini buldular, bu durum daha iyi yaşam döngüsü sayıları anlamına geliyordu – bu da tasarımın uygulanabilir olduğunu kanıtladı.
Kaynak: techxplore.com
