يحزم جندي الجيش الأمريكي المجهز في القرن الحادي والعشرين حوالي 21 رطلاً من البطاريات في مهمة نموذجية ، لذلك ليس من المستغرب أن يستمر هوس الجيش بشأن تحسين موارد تخزين الطاقة. في أحدث تطور ، يمنح الجيش بطاريات الليثيوم أيون فرصة أخرى ، هذه المرة فقط مع إلكتروليت غاز مسال جديد.

تخزين الطاقة من الجيل التالي: لماذا يريد الجيش إحداث إلكتروليتات الغاز المسال

تقوم بطاريات الليثيوم أيون التقليدية بنشر إلكتروليت سائل ، حيث يتم إذابة ملح الليثيوم بواسطة مذيب. عادة ما تكون بيئة خالية من القلق ، على الرغم من وجود المذيب. لكن، معيب أو مثقوب يمكن أن تصبح البطارية خطر الحريق.

بطاريات الليثيوم أيون موجودة في كل مكان طوال الحياة الحديثة ، ولا يمثل هذا الشيء المتعلق بالثقب مصدر قلق لمعظم الناس في معظم المواقف. ومع ذلك ، فهو يمثل خطرًا خاصًا على الجنود ومعداتهم ، إلى جانب التكسير والتأثيرات المحتملة الأخرى التي قد تحدث أثناء المهام الميدانية ، وهو ما يفسر سبب حرص الجيش على تحديد الجيل التالي من بطاريات الليثيوم أيون الأفضل والأكثر أمانًا.

• وزارة الدفاع الأمريكية اتخذت خطوة كبيرة في مستقبل تخزين طاقة الليثيوم أيون قبل بضع سنوات ، عندما قدمت مساعدة لمساعدة شركة إلينوي الناشئة نانوجراف تطوير تركيبة جديدة لأنود السيليكون ، تهدف إلى تقليل الوزن وتحسين أداء بطاريات الليثيوم أيون.

ثم جاءت جائزة بقيمة 10 ملايين دولار من الجيش لمساعدة NanoGraf في الحصول عليها مصنع لتركيبة السيليكون بعيدًا عن الأرض في شيكاغو. الآن يتابع الجيش تمويلًا آخر بقيمة 550,000 دولار ، لتوصيل خلية بطارية أنود سيليكون 3.8 Ah 18650 من NanoGraf مع إلكتروليت غاز مسال تم تطويره بواسطة شركة South 8 Technologies في كاليفورنيا.

سيضع المشروع الذي يستغرق ستة أشهر البطارية الجديدة خلال خطواتها في سلسلة من اختبارات درجة الحرارة واختراق الأظافر.

يوضح NanoGraf قائلاً: "سيؤدي إكمال الاختبار بنجاح إلى التحقق من أداء الخلية في درجات الحرارة شديدة البرودة والحفاظ على السعة الحالية ودورة الحياة ، مما يسمح للخلية بالعمل حتى -60 درجة ، وما يصل إلى +60 درجة مئوية واجتياز اختبار الأمان". .

ما هو الشيء العظيم في إلكتروليتات الغاز المسال؟

يتبع مشروع تخزين الطاقة بالجيش منحة بقيمة 3.152 مليون دولار إلى South 8 من ARPA-E ، مكتب التمويل المتطور لوزارة الطاقة ، كجزء من برنامج أوسع لدفع الظرف إلى الأمام. أداء البطارية للسيارات الكهربائية. "يستخدم المنحل بالكهرباء LiGas غازات غير سامة وغير قابلة للتآكل التي يتم تسييلها تحت ضغوط معتدلة ويمكن احتواؤها في علب خلية أسطوانية قياسية "، يوضح ARPA-E.

ويضيف ARPE-E: "لقد أظهرت التقنية أداءً ممتازًا في خلايا الجرافيت / الليثيوم والنيكل والمنجنيز وأكسيد الكوبالت ، وتوفر العديد من الفرص لخفض التكلفة".

قدمت ARPA-E الجائزة في يناير ، والخطة مخصصة لجنوب 8 للعمل مع أصحاب المصلحة من الدرجة الأولى على مدى السنوات الثلاث المقبلة لإدخال طاقة الغاز المسال إلى التيار الرئيسي.

يبدو أن الجيش لا ينتظر نمو العشب ، وذلك لسبب وجيه. إذا سارت الأمور وفقًا للخطة ، فسيؤدي NanoGraf - South 8 mashup إلى تحسن كبير في الأداء وسلامة الجندي في المهام.

"يعمل المحلول الكهربائي للغاز المسال على تحسين السلامة ، وزيادة كثافة الطاقة ، وتحقيق الأداء في جميع الأحوال الجوية ، وتمكين القدرة على الشحن السريع وتقليل التكاليف مع التوافق أيضًا مع عمليات إنتاج خلايا الليثيوم أيون الحالية أو عمليات التصنيع وسلاسل التوريد الحالية" ، وفقًا لحماس South 8. "تجعل LiGas® بطاريات الليثيوم أيون أكثر أمانًا عن طريق إزالة مخاطر الهروب الحراري ، حيث يمكن تنفيس الغاز المسال غير الضار بأمان."

من أين أتت هذه الصيغة الجديدة لتخزين الطاقة؟

إلكتروليتات الغاز المسال جديدة على CleanTechnica الرادار ، لذلك علينا اللحاق بالركب.

ظهر أحد التطورات الرئيسية في هذا المجال في عام 2017 ، من مختبر شيرلي مينج في كلية الهندسة بجامعة كاليفورنيا - سان دييغو جاكوبس. يُنسب الفضل إلى منغ ، الذي يعمل أيضًا كمستشار رسمي لجنوب 8 ، كمؤلف كبير في دراسة إلكتروليتات الغاز المسال نشرت في دورية علوم في 15 حزيران (يونيو) 2017 ، تحت عنوان "إلكتروليتات الغاز المسال لأجهزة تخزين الطاقة الكهروكيميائية."

يوضح المؤلفون أن القطب الموجب والكاثود في أجهزة تخزين الطاقة مفصولان لمنع الدوائر القصيرة ، وهذا صحيح لكل من الإلكتروليتات السائلة والصلبة. بناءً على العمل السابق ، أوضحوا أن فصلًا مشابهًا يمكن أن يحدث في غازات الهيدروكربون المفلورة المسالة تحت الضغط. وأشاروا إلى أنه "على الرغم من استكشاف عدد من المذيبات المحتملة ، إلا أن الدراسة الحالية تركز على استخدام مركبات الهيدروفلوروكربون ، وهي غير سامة ولها روابط كيميائية قوية نسبيًا ، مما يسمح بفتح نافذة كهروكيميائية واسعة".

وخلصوا إلى أن "الإلكتروليتات تُظهر ثباتًا ممتازًا في كل من البطاريات والمكثفات ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة".

الخطوات التالية لتخزين الطاقة المتقدم والجيش الأمريكي

في الصيف الماضي ، نشر فريق في مختبر منغ دراسة جديدة في المجلة الطاقة الطبيعة، حيث حددوا "الطريق إلى بطاريات الليثيوم المعدنية المستدامة والمقاومة للحرارة مع خصائص إطفاء الحرائق التي تحافظ على الأداء الكهروكيميائي المتطور."

يمكنك الحصول على كل التفاصيل من الطاقة الطبيعة تحت العنوان ، "مطفاءة حريق، شوارد الغاز المسال القابلة لإعادة التدوير لبطاريات الليثيوم المعدنية المقاومة للحرارة.تقدم مدونة مدرسة جاكوبس أيضًا بعض الخلفية المثيرة للاهتمام حول كيفية ظهور الدراسة الجديدة من مناقشة بين طالب الدكتوراه Yijie Yin وطالب دراسات عليا آخر ، Yangyuchen Yang ، اللذان شاركا ائتمان المؤلف الأول في الدراسة.

تركزت المناقشة حولها نقص كبير في المنحل بالكهرباء الناتجة عن عمل 2017. "... إلكتروليت LGE ليس" مثاليًا "بعد ، لأن ضغط البخار المشبع للجزيئات المستخدمة مرتفع ، ومثل معظم الإلكتروليتات ، لا يزال قابلاً للاشتعال ، مما يجعل سلامة النظام وحماية البيئة غير منطقية" ، مدونة جاكوبس وأوضح الملصق.

في البحث عن محلول غير قابل للاشتعال ، استقر الباحثون على جزيئين غازين هما المكونان الرئيسيان في بعض أنواع طفايات الحريق ، وهما 1,1,1,2،XNUMX،XNUMX،XNUMX رباعي فلورو الإيثان وخماسي فلورو الإيثان. ‍

وفي الوقت نفسه ، تعد البطاريات المحمولة الجديدة مجرد جانب واحد من بحث الجيش عن حلول تخزين الطاقة في المستقبل. الجيش أيضا يستثمر في أشكال جديدة واسعة النطاق وطويلة الأمد أنظمة تخزين الطاقة لتوفير أمن الطاقة في منشآتها. يتضمن بطاريات التدفق، أيضا.

السيارات الكهربائية و بطاريات EV محور اهتمام آخر من قبل الجيش الأمريكي ووزارة الدفاع. إنهم يلقيون بشبكة واسعة ، بما في ذلك شركات صناعة السيارات القديمة ذات الطموحات الكهربائية مثل جنرال موتورز وكذلك الشركات الناشئة.

ومن بين المتسابقين كانو Canoo ، الذي يصنع مستحلبًا غريب المظهر ولكن على شكل معينات منصة كهربائية متعددة الاستخداماتو لوسيد موتورز، التي قيل إنها وقعت على مبادرة وزارة الدفاع التي تهدف إلى وضع معيار ، منصة قابلة للتبديل لبطاريات السيارات الكهربائية.

تجدني على Spoutible:TinaMCasey أو LinkedInTinaMCasey أو MastodonCasey أو Post:tinamcasey

الصورة (اقتصاص): يسعى الجيش الأمريكي إلى تحسين أنظمة تخزين الطاقة المحمولة لتشغيل الأجهزة الإلكترونية للجنود في المهمات (بإذن من الجيش الأمريكي).

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• تمويل EVM. واجهة موحدة للتمويل اللامركزي. الوصول هنا.
• مجموعة كوانتوم ميديا. تضخيم IR / PR. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://cleantechnica.com/2023/06/08/us-army-suddenly-obsessed-with-liquefied-gas-electrolytes-for-portable-energy-storage-systems/