Enerji sektörünün karbon nötr hedeflerine ulaşmasındaki en büyük engel olan ‘kesintili üretim’ sorunu, kimya laboratuvarlarından gelen yeni bir haberle aşılma noktasına geldi. Université de Montréal ve Concordia Üniversitesi iş birliğiyle yürütülen çalışmalarda, rüzgar ve güneş enerjisinin şebekeye tam entegrasyonunu sağlayacak, yüksek kararlılığa sahip yeni bir organik molekül keşfedildi: AzoBiPy.
Journal of the American Chemical Society'de yayımlanan araştırma, redoks akışlı batarya teknolojilerinde metal bağımlılığını azaltarak, çevreci ve sürdürülebilir bir depolama altyapısı vadediyor.
GÜNDE SADECE YÜZDE 0,02 KAYIP
Geliştirilen AzoBiPy molekülü, laboratuvar ortamında 70 gün boyunca redoks akışlı bir bataryada test edildi. 192 tam şarj-deşarj döngüsünün ardından molekülün başlangıç kapasitesinin yüzde 99'unu koruduğu gözlemlendi.
Araştırma ekibi, molekülün günde sadece yüzde 0,02 oranında kapasite kaybı yaşadığını, bu oranın büyük ölçekli ve mevsimsel enerji depolama sistemleri için kritik bir verimlilik göstergesi olduğunu vurguladı. Bu kararlılık, yaz aylarında üretilen fazla enerjinin, ısıtma ihtiyacının arttığı kış aylarına kadar minimum kayıpla saklanabilmesi anlamına geliyor.
KAPASİTE İKİYE KATLANIYOR
Mevcut ticari redoks akışlı bataryalarda genellikle vanadyum gibi metaller kullanılırken, AzoBiPy tamamen organik bileşenlerden (karbon, hidrojen, azot ve oksijen) oluşuyor. Molekülün en büyük teknik avantajı ise elektron transfer kapasitesinde yatıyor.
Standart moleküller tek elektron alışverişi yaparken, AzoBiPy iki elektron alışverişi yapabiliyor. Bu özellik, depolama kapasitesinin iki katına çıkmasını sağlayarak sistem maliyetlerini düşürme potansiyeli taşıyor.
LİTYUM-İYON'A GÜVENLİ ALTERNATİF
Redoks akışlı bataryalar, enerjiyi elektrotlarda depolayan geleneksel lityum-iyon pillerden farklı bir prensiple çalışıyor. Enerji, bataryanın dışındaki tanklarda bulunan sıvı elektrolitlerde depolanıyor. Tanklar ne kadar büyük olursa, depolama kapasitesi de o kadar artıyor.
Projenin yürütücülerinden Prof. Dr. Dominic Rochefort, sistemin su bazlı olması nedeniyle yanıcı olmadığını belirterek, "Bu özellik, özellikle büyük ölçekli ve sabit enerji depolama tesislerinin güvenliği için hayati önem taşıyor. Lityum-iyon pillerdeki yangın riski bu teknolojide bulunmuyor" değerlendirmesinde bulundu.
GELECEK VİZYONU: KONUTLAR VE ŞEBEKE
Araştırma ekibi, organik moleküllerin odun veya gıda atıklarından elde edilen biyolojik bazlı kaynaklardan üretilmesi üzerine de çalışmalarını sürdürüyor.
Université de Montréal Kimya Bölümü Profesörü Hélène Lebel, teknolojinin sadece sanayi tipi değil, konut tipi uygulamalara da evrilebileceğine işaret ederek, "Ev kullanımı için daha çevreci, güvenli ve küçük ölçekli sistemler geliştirmek mümkün olabilir" dedi. Prototip batarya, yapılan bir demonstrasyonda Noel ağacı ışıklarını 8 saat boyunca kesintisiz çalıştırarak konseptin uygulanabilirliğini kanıtladı.
