نظم تخزين للطاقة تتحدى بطاريات الليثيوم أيون
Boing! Elastic Energy-Storage Systems Could Challenge Li-ion Batteries
ويقول الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إن الألياف الكربونية يمكن أن توفر مصدراموثوق به أكثر دواما للطاقة البديلة من تخزين البطاريات التقليدية. وأفضل للجميع ، ولا مجال للحديث عن التسرب.
بحث جديد من قبل علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يشير إلى أن أنابيب الكربون النانوية يمكن أن تشكل على هيئة نوابض دقيقة قادرة على تخزين قدر من الطاقة يحسب حسابه، مثل أحدث ماأنتجت التقنية من بطاريات ليثيوم ايون، وربما -- الأنبوب على شكل جزيئات الكربون النقي أكثر ثباتا وأكثر موثوقية . تخيل، على سبيل المثال ، إمدادات الطاقة الكهربائية الاحتياطية لحالات الطوارئ ونظام إنذار يمكن أن أن يترك في مكانه لسنوات عديدة دون أن تفقد فيها "الطاقة أو الشحنة" ، الأدوات الميكانيكية المحمولة مثل النافخ وغيره التى تعمل دون ضوضاء أو دخان في محركات البنزين الصغيرة ، أو الأجهزة التى يتحتم أنزالها في آبار النفط أو في غيرها من البيئات القاسية حيث أداء البطاريات العادية سيكون عديم الجدوى بفعل درجات الحرارة القصوى. هذا النوع من النوابض الزنبركية المحتملة التي يمكن أن تقدمها أنابيب الكربون ، وفقا لكارول ليفرمور أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية . إن نوابض أنابيب الكربون النانوية يمكنها، تخزين أكثر من ألف مرة طاقة أكثر من وزنهم من الزنبركات الصلبة.
انها واحدة من أبسط أجهزة تخزين الطاقة التي عرفها الإنسان :إنظر كيف يستطيع النابض أو الزنبرك في عفريت العلبة ,يمكنه الحفاظ بطاقته الميكانيكية ، للضغط على الزر حيث ينطلق ذلك المهرج في الصندوق، والإفراج عن ذلك يتم عندما يصل ابن عرس في الأغنية إلى ذروتها. وتخزين الطاقة هو اقتراح على المدى الطويل. يمكن للمهرج يجلس على الأرجح، في علبته لمدة تصل إلى 100 سنة ، تخيل الآن الملايين من الألياف الكربونية -- أنبوب على شكل جزيئات الكربون النقي -- كلها تخزن الكثير من الطاقة جنيه مقابل جنيه وبطارية الليثيوم أيون قابلة للمقارنة ، ثم الإفراج عن تلك الطاقة لإعطاءالطاقة إلى سيارة لاند روفر القمرية، أو أدوات تستهلك قدرا ضئيلا من الطاقة.
هذا هو موضوع بحثين على نتائج ليفرمور كارول أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. كجزء من البحث ، ليفرمور يمثل مصدرا نظريا للطاقة الكهربائية ، والتي تختزن في نابض زنبركى من أنابيب الكربون، ولدراسة الامكانات لتوليد الكهرباء من الطاقة الميكانيكية المخزنة.
ويمكن لهذه الزنبركات أن تفرج عن الطاقة المخزونة إما بشكل قوى وبدفعة واحدة ، ، أو ببطء وبشكل مطرد على مدى فترة طويلة -- تخيل مصيدة فئران في المقابل ساعة منبه windup، على سبيل المثال. وعلى عكس البطاريات ، فالطاقة المخزونة في هذه النوابض لا تتسرب بمرور الوقت . أيضا ، يقول ليفرمور : ينبغي أن تكون قادرة على الشحن وإعادة الشحن عدة مرات دون خسارة في الأداء ، وإن كان يلزم إجراء مزيد من الاختبارات للتأكد من ذلك بطبيعة الحال ، سوف نقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهرباءولكن يسبب الاحتكاك وغيره من العمليات فإن بعضا من الطاقة يتبدد من بسبب إنتاج الحرارة. هذه هي الفيزياء.
بطبيعة الحال ، الكثير من العقبات لنظام المركز الوطني للاستشعار قابلة للاستخدام الطاقة لا تزال بحاجة إلى دراسة، مثل القدرة على إنتاج حزم مركزة بدرجة كبيرة من الأنابيب النانومترية. لذلك لا نتوقع إستخدام التنظيف الجاف في سيارات الدفع الرباعي التي تعمل بطاقة الأنابيب الكربونية لسنوات عديدة قادمة.
أنظر أيضا:تخزين الطاقة