Усовершенствованная трехмерная конструкция электродов сохраняет электричество в четыре раза быстрее, чем раньше.

Новый 3D-дизайн электродов позволяет Battolyser, аккумулятору и электролизёру в одном, хранить в два раза больше электроэнергии, чем раньше, и делать это в четыре раза быстрее. Исследователи из Делфтского технологического университета подробно рассказали о своих выводах в журнале. Отчеты о клетках Физические науки. Battolyser теперь заряжает и производит водород со скоростью, сравнимой с нынешними электролизерами, и все это без использования дефицитных драгоценных металлов. Эта увеличенная емкость экономит как пространство, так и затраты.

Чтобы облегчить энергетический переход, нам нужны два типа хранения возобновляемой энергии: батареи для дневного и ночного хранения и водород для сезонного хранения. Battolyser, гибрид батареи и электролизера, выполняет обе функции в одном устройстве.

Кроме того, электролиз, работающий на возобновляемых источниках энергии, производит экологически чистый водород, в отличие от традиционных методов производства водорода, основанных на ископаемом топливе. Профессор Фокко Малдер разработал концепцию Battolyser в 2013 году, которая позже в 2018 году превратилась в дочернюю компанию и вышла на рынок в 2021 году как Battolyser Systems.

Благодаря инновационной конструкции 3D-электродов Battolyser теперь может накапливать вдвое больше электроэнергии и делает это в четыре раза быстрее, чем раньше. Это позволяет Battolyser заряжать и производить водород со скоростью, сравнимой с существующими электролизерами, не полагаясь на редкие драгоценные металлы. Он также может переключаться между зарядкой и электролизом на разрядку — функция, которой нет в стандартных электролизерах.

Сокращение места и затрат

«Новые электроды усиливают поток электричества через Battolyser и повышают эффективность удаления газов во время электролиза», — объясняет Малдер. «Это экономит пространство и затраты, поскольку более мощные электроды означают, что нам нужно производить меньше ячеек. Следовательно, меньше ячеек требуется для хранения того же количества заряда, в то время как они могут производить больше водорода».

«Чтобы проиллюстрировать потенциальную экономию места: с помощью этой модернизации мы могли бы заменить запланированный электролизер Eneco, покрывающий 20 футбольных полей, и литиевую батарею GIGA Storage, охватывающую 15 футбольных полей, на Battolyser, размер которого равен размеру самого электролизера», — добавляет Малдер.

«Благодаря меньшему количеству ячеек нам также требуется меньше дорогих компонентов, таких как мембраны, разделяющие водород и кислород, и токосъемники, направляющие электричество на электроды», — продолжает физик.

«Использование в четыре раза меньшего количества материалов для элементов приводит к снижению затрат на материалы на 75%. Это должно привести к снижению использования материалов и затрат по мере расширения масштабов».

Рынок зеленой энергии

В рамках своего докторского исследования ведущий автор Робин Мёллер-Гулланд исследовал, как повысить скорость зарядки и мощность Battolyser. Вместе с Малдером он разработал новую структуру электродов с каналами для электролита для улучшения проводимости. Цель заключалась в том, чтобы батарея заряжалась не менее часа и разряжалась за четыре часа, что соответствует скорости зарядки электролизера без драгоценных металлов.

Малдер говорит: «Это хорошо согласуется с потребностями рынка зеленой энергии в будущем, поскольку пики избытка и дефицита энергии обычно происходят в течение примерно четырех часов. За это время должны быть реализованы как (разрядка), так и производство водорода».

Мёллер-Гулланд добавляет, что скорость зарядки также улучшилась: «Теперь возможно достичь 82% заряда всего за 18 минут, не жертвуя при этом емкостью аккумулятора».