İçeriğe atla

Carnot bataryaları

Tipik bir Carnot bataryası için basitleştirilmiş şema (elektrikden ısıl enerji eldesi, enerji depolama ve ısıl enerjiden tekrar elektrik eldesi)

Carnot bataryaları, elektriği ısıl enerji deposunda depolayan bir tür enerji depolama sistemidir. Şarj işlemi sırasında elektrik ısıya dönüştürülerek ısı deposunda depolanır. Deşarj işlemi sırasında depolanan ısı tekrar elektriğe dönüştürülür.[1][2]

Ek olarak, "Marguerre" bu teknolojinin konseptini yaklaşık 100 yıl önce patentlemiştir,[3] ancak, bu konseptin gelişimi, yenilenebilir kaynaklar tarafından sağlanan enerjinin payını artırmak için yakın zamanda yeniden canlandırılmıştır. Öte yandan, "Andre Thess" Carnot Bataryası terimini 2018'de Carnot Bataryaları üzerine ilk Uluslararası Çalıştay'dan önce bulmuştur.[4]

"Carnot bataryası" terimi, ısıyı mekanik enerjiye dönüştürmenin maksimum verimini tanımlayan Carnot teoreminden gelmektedir. "Batarya" kelimesi, bu teknolojinin amacının elektrik depolamak olduğunu belirtmektedir. Carnot bataryalarının deşarj verimliliği, Carnot verimi ile sınırlıdır.

Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve Stuttgart Üniversitesi, 2014 yılından bu yana yüksek sıcaklıkta ısı depolamada elektrik depolayan Carnot bataryaları konsepti üzerinde çalışmaktadır.[5] 2018 yılında, DLR tarafından dünyanın en büyük ticaret fuarlarından biri olan Hannover Messe'de[6] "Carnot bataryası" terimi kullanılmıştır[5] Bununla birlikte, Carnot bataryaları konsepti, pompalamalı ısıl enerji depolama[7][8] ve sıvı hava enerji depolama gibi yıllardır geliştirilen[9] teknolojileri kapsamaktadır.

Düşük karbonlu enerji sistemlerine geçişte, elektrik enerjisi sistemlerinde değişken yenilenebilir enerjinin penetrasyonu artmakta, bu da enerji depolama ihtiyacını artırmaktadır. Şu anda, yeni kurulan enerji depolama kapasitesinin çoğu, lityum iyon piller gibi elektrokimyasal bataryalardan (pillerden) oluşmaktadır. Bu tip piller kısa süreli depolamaya uygundur ama yüksek enerji kapasitesi maliyetleri nedeniyle daha uzun süreler için ekonomik olmayabilir.[7] Termal enerji depolama, enerjiyi su, kayalar ve tuzlar gibi ucuz malzemelerde depolayabilir. Bu nedenle, büyük ölçekli sistemlerin maliyeti (örneğin gigawatt saat) elektrokimyasal pillerden daha düşük olabilir.[5]

Enerji Depolama Ek 36 - Carnot Bataryaları, Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) altında bir Teknoloji İşbirliği Programının (TCP) bir parçası olan Enerjinin Korunumu ve Enerji Depolama (ECES) programı altındaki bir çalışma grubudur.[10]

Sistem konfigürasyonu

Olası enerji dönüşümü ve depolama teknolojileri

Bir Carnot bataryası sistemi üç bölüme ayrılabilir: Güçten Isıya (P2T: Power to thermal), Isıl Enerji Depolama (TES: Thermal energy storage) ve Isıdan Güce (T2P:Thermal to Power).

Elektrikten ısıya teknolojisi

Elektrik, çeşitli teknolojiler kullanılarak ısıya dönüştürülebilir.[1]

  • Dirençli ısıtma
  • Isı pompası, ısıyı daha düşük sıcaklıktaki bir rezervuardan daha yüksek bir sıcaklığa pompalayan teknolojidir. İki gruba ayrılabilir: Rankine çevrimi ve Brayton çevrimi.
  • Rankine çevrimi, konvansiyonel ısı pompalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
  • Brayton çevriminin ısıl enerjinin şarj ve deşarj edilmesi için kullanılması kavramı 2017 yılında Prof. Robert B. Laughlin tarafından önerilmiştir.[11]
  • Diğerleri: Sıvı hava enerji depolama sistemlerinde, Claude Çevrimi havayı sıvılaştırmak için kullanılır. Lamm – Honigmann prosesi, gücü ısıya dönüştürmek için termokimyasal çevrimleri kullanır.[12]

Isıl enerji depolama

Isıyı depolama mekanizmasına göre, ısıl enerjinin depolaması üç tipte olabilir: duyulur ısı depolama, gizli ısı depolama ve termokimyasal depolama. Carnot pilleri için kullanılan depolama materyalleri şunlardır:

  • Sıcak su
  • Eriyik tuz
  • Paket kayaçlar
  • Sıvı hava
  • Gizli ısı ısıl enerji depolama[13]
  • Termokimyasal materyaller (kimyasal çiftler), LiBr/H2O and H2O/NH3 gibi

Isıdan elektriğe

Isı, Rankine çevrimi veya Brayton çevrimi gibi termodinamik çevrimlerle güce dönüştürülebilir. Bazı teknolojiler, ısıyı elektriğe dönüştürmek için yarı iletken malzemelerin özelliğini kullanır ve bunlar bir Carnot pili olarak kabul edilmez, çünkü termoelektrik malzemeler ve "Kutudaki Güneş" gibi dönüştürme prosesinde hiçbir termodinamik çevrim bulunmamaktadır.[14] Tipik teknolojiler:

  • Isı motoru
  • Buhar türbini
  • Gaz türbini
  • Organik Rankine çevrimi makinaları
  • Lamm–Honigmann prosesi termokimyasal depodaki depolanmış enerjiyi elektriğe çevirebilir.[12]

Avantajları & Dezavantajları

Carnot bataryası, "Pompalanan Termal Elektrik Depolama" (PTES) veya "Pompalı Isı Elektrik Depolama" (PHES) gibi birkaç başka isimle de bilinmektedir. Bu, nispeten yeni teknoloji, en umut verici büyük ölçekli enerji depolama teknolojilerinden biri haline gelmiştir.

Carnot Pilinin ana avantajları şunlardır:[15]

  • Alanın serbest seçimi;
  • Küçük çevresel ayak izi;
  • Ömür beklentisi 20-30 yıl;
  • İsteğe bağlı düşük maliyetli yedekleme kapasitesi;
  • Fosil yakıtlı kısmi yüklerde kullanılan bir elektrik santralinin bileşenleri, Carnot bataryalarını oluşturmak için kısmen yeniden kullanılabilir;

Bu teknolojinin en büyük dezavantajı:[16]

  • Sınırlı şarj-deşarj verimliliği (roundtrip efficiency) 𝜂𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑, deşarj sırasında üretilen elektriği 𝑾𝒅𝒊𝒔, sistemi şarj etmek için gereken elektrikle 𝑾𝒄𝒉𝒂𝒓 ilişkilendirir. Bu arada, Carnot bataryaları, hidroelektrik pompalı depolama veriminden (%65-85) daha düşük olan %40-70 verimliliği hedeflemektedir.[17]

Uygulama

Carnot bataryaları, değişken yenilenebilir enerji kaynaklarından gelen fazla gücü depolamak ve gerektiğinde elektrik üretmek için şebeke enerji depolaması olarak kullanılabilir.

Bazı Carnot bataryası sistemleri, depolanan ısıyı veya soğuğu, bölgesel ısıtma ve veri merkezleri için soğutma gibi diğer uygulamalar için kullanabilir.

Carnot bataryaları, mevcut kömürlü termik santralleri, kömür yakıtlı kazanı değiştirerek fosil yakıtsız bir üretim sistemine dönüştürmek için bir çözüm olarak önerilmiştir.[18][19] Elektrik üretim sistemleri ve iletim sistemleri gibi santrallerdeki mevcut tesisler kullanılabilir.

Carnot bataryası projelerinin listesi

Carnot bataryası terimi yeni olmasına rağmen, mevcut birçok teknoloji Carnot pili (bataryası) olarak sınıflandırılabilir.[7]

  • Sıvı hava enerjisi depolama: Highview Power, University of Birmingham[20]
  • Pompalı ısı enerjisi depolama: Malta Inc., University of Durham
  • Elektrik termal enerji depolama: Siemens Gamesa, National Renewable Energy Laboratory
  • Tersinir ısı pompası / ORC: University of Liège
  • Lamm-Honigmann enerji depolama: Technical University of Berlin

Kaynakça

  1. ^ a b Dumont, Olivier; Frate, Guido Francesco; Pillai, Aditya; Lecompte, Steven; De paepe, Michel; Lemort, Vincent (Aralık 2020). "Carnot battery technology: A state-of-the-art review". Journal of Energy Storage (İngilizce). 32: 101756. doi:10.1016/j.est.2020.101756. 10 Kasım 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Mayıs 2021. 
  2. ^ "IEA Energy Storage Annex 36 - Carnot Batteries". Technology Collaboration Programme Energy Storage, International Energy Agency. Retrieved 28 October 2020.
  3. ^ Marguerre F., « Ueber ein neues Verfahren zur Aufspeicherung elektrischer Energie. Mitteilungen der Vereinigung der Elektrizitätswerke 1924;354(55):27e35.
  4. ^ "eces". 18 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  5. ^ a b c "Carnot batteries: Low-cost and location-independent energy storage in the gigawatt hour range". German Aerospace Centre (DLR). 2018.
  6. ^ "HANNOVER MESSE (industrial trade fairs), 23-27 April, 2018".
  7. ^ a b c "Carnot Battery Energy Storage: A more cost-effective and flexible solution for grid-scale energy storage". Rushlight Events. 30 January 2019. Retrieved 29 October 2020.
  8. ^ Steinmann, Wolf-Dieter; Jockenhöfer, Henning; Bauer, Dan (Mart 2020). "Thermodynamic Analysis of High‐Temperature Carnot Battery Concepts". Energy Technology (İngilizce). 8 (3): 1900895. doi:10.1002/ente.201900895. ISSN 2194-4288. 10 Kasım 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Mayıs 2021. 
  9. ^ Josh McTigue (4 December 2019). ""Carnot Batteries" for electricity storage" (PDF). Retrieved 29 October 2020.
  10. ^ "Energy Convervation and Energy Storage (ECES)". Retrieved 28 October 2020.
  11. ^ Laughlin, Robert B. (2017). "Pumped thermal grid storage with heat exchange". Journal of Renewable and Sustainable Energy. 9 (4): 044103.
  12. ^ a b Thiele, Elisabeth; Jahnke, Anna; Ziegler, Felix (2020). "Efficiency of the Lamm–Honigmann thermochemical energy storage". Thermal Science and Engineering Progress. 19: 100606. doi:10.1016/j.tsep.2020.100606. ISSN 2451-9049.
  13. ^ "World's first Carnot battery stores electricity in heat". German Energy Solutions Initiative. 20 September 2020. Retrieved 29 Oct 2020.
  14. ^ Jennifer Chu (5 December 2018). ""Sun in a box" would store renewable energy for the grid". MIT News Office. Retrieved 30 October 2020.
  15. ^ W.-D. Steinmann, D. Bauer, H. Jockenhöfer, et M. Johnson, « Pumped thermal energy storage (PTES) as smart sector-coupling technology for heat and electricity », Energy, vol. 183, p. 185‑190, sept. 2019, doi: 10.1016/j.energy.2019.06.058.
  16. ^ W. D. Steinmann, « The CHEST (Compressed Heat Energy STorage) concept for facility scale thermo mechanical energy storage », Energy, vol. 69, p. 543‑552, mai 2014, doi: 10.1016/j.energy.2014.03.049.
  17. ^ A. Koen et P. F. Antunez, « How heat can be used to store renewable energy », The Conversation. http://theconversation.com/how-heat-can-be-used-to-store-renewable-energy-130549 (consulté le févr. 27, 2020).
  18. ^ Susan Kraemer (16 April 2019). "Make Carnot Batteries with Molten Salt Thermal Energy Storage in ex-Coal Plants". SolarPACES.
  19. ^ "Webinar on Carnot Batteries" (PDF). ATA insights. April 2019. Retrieved 29 October 2020.
  20. ^ "Arşivlenmiş kopya". 20 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2021. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Yenilenebilir enerji</span> Bir enerji türü

Yenilenebilir enerji, güneş ışığı, rüzgar, yağmur, gelgitler, dalgalar ve jeotermal ısı gibi karbon nötr doğal kaynaklardan elde edilebilen ve insan zaman ölçeğinde doğal olarak yenilenen kaynaklardan elde edilebilen enerjiye denir. Bu kaynaklar güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerjisi, biyokütle enerjisi olarak sıralanabilir. Bu tür bir enerji kaynağı, yenilenmekte olduklarından çok daha hızlı kullanılan fosil yakıtların tam tersidir.

<span class="mw-page-title-main">Lityum iyon pil</span> şarj edilebilir pil türü

Bir lityum-iyon veya Li-iyon pil, enerji depolamak için lityum iyonlarının tersine çevrilebilir indirgemesini kullanan şarj edilebilir pil türüdür. Geleneksel lityum iyon pilinin anodu genelde karbon'dan yapılan grafit'tir. Katot genellikle metal oksit'tir. Elektrolit genelde bir organik çözücü içindeki lityum tuz'udur.

<span class="mw-page-title-main">Güneş enerjisi</span> Güneşten gelen, çeşitli teknolojilerde kullanılan parlak ışık ve ısı

Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş'in yüzeyinde güneş radyasyonunun yoğunluğu yaklaşık 6,33 x 107 W/m2dir. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 (Watt/m2) değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Nükleer reaktör</span> Uranyum, plütonyum vb. atom çekirdeklerinin parçalanmasından yararlanılarak enerji elde edilen kaynak

Nükleer reaktör, zincirleme çekirdek tepkimesinin başlatılıp sürekli ve denetimli bir biçimde sürdürüldüğü aygıtlardır. Nükleer reaktörler bazen nükleer enerjiyi başka bir tür enerjiye çevrilen santraller olarak kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Enerji depolama</span>

Enerji depolama işlemi bir cihaz veya depolama ortamı içerisinde enerjinin kimyasal, elektriksel veya ısıl gibi farklı formlarda saklanmasıdır. Isıl enerji depolama enerjinin sürekliliğini sağlamak amacıyla sıcak su temininde, soğutma sistemlerinde ve güç üretim tesislerinde kullanılmaktadır. Isıl enerji depolama yöntemleri üçe ayrılmaktadır; termokimyasal, duyulur ısı ve gizli ısı. Duyulur ısıl enerji depolama, depolama ortamının sıcaklığının değiştirilmesiyle sağlanmaktadır. Duyulur ısıl enerji depolamaya verilebilecek en basit örnek bir tank içerisinde ısınan sıcak suyun gece kullanılmasıdır. Tank içerisinde depolanacak toplam ısı enerjisi aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanabilir,

Absorpsiyonlu ısı pompası temel olarak elektrik enerjisinin kullanılmadığı bir ısı pompasıdır. Güneş enerjisiyle ya da jeotermal enerji ile ısıtılmış su gibi bir ısı kaynağıyla çalıştırılır. Ayrıca aynı prensiple çalışan absorpsiyon soğutucuları da vardır; fakat tersinir değildir ve bir ısı kaynağı olarak çalışmaz.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaştırmalı güneş enerjisi</span>

Yek-odaklı güneş enerjisi santralleri veya Konsantre güneş enerjisi sistemleri, aynalar ve bu aynalara bağlı güneşi izleme sistemleri vasıtasıyla geniş bir alana düşen güneş ışınlarını nispeten küçük bir alana yansıtma esasına dayanır. Küçük bir alana odaklandırılan güneş ışınları, klasik enerji santrallerinde ısı kaynağı olarak ya da güneş panellerine düşürülerek elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Bölgesel ısıtma sistemi</span>

Bölgesel ısıtma sistemi, bir veya birçok enerji kaynağında üretilen ısının önyalıtımlı boru sistemleri vasıtası ile ısı kullanıcılarına taşınarak ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarının karşılandığı büyük ölçekli ısıtma sistemleridir. Bölgesel Isıtma Sistemine ısı, genellikle birleşik ısı ve güç sistemi, katı atık (çöp) yakma tesislerinin atık ısısı, endüstriyel atık ısı, jeotermal enerji, güneş enerjisi vb. ısı kaynaklarından sağlanır. Özellikle İskandinav ülkelerinin yoğunlukta olduğu pek çok ülkede elde edilen deneyimlere bağlı olarak bölgesel ısıtma sistemlerinin ekonomik, güvenilir ve diğer ısıtma sistemlerine göre çevreye daha çok duyarlı olduğu ispatlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Enerji dönüşümü</span> Enerjiyi bir veya iki formdan diğerine dönüştürme süreci

Enerji dönüşümü enerjinin bir biçimden diğerine dönüşümüdür. Fizikte enerji terimi bir sistemdeki belirli değişiklikleri oluşturma kapasitesini açıklar. Dönüşümde entropinin sınırlamaları göz ardı edilir. Sistemlerin toplam enerji dönüşümü, yalnızca enerjinin eklenmesi veya çıkarılması ile sağlanabilir. Termodinamiğin birinci kanununa göre enerji, dönüştürülebilen bir büyüklüktür. Bir sistemin toplam kütle miktarı, enerjisinin bir ölçüsüdür. Bir sistemdeki enerji dönüştürülebildiğinden dolayı, farklı bir hale veya başka bir biçime dönüşebilir. Çoğu haldeki enerji, birçok fiziksel iş yapmak için kullanılabilir. Enerji doğal süreçler veya makinelerde kullanılabilir. Ayrıca ısı, ışık veya harekete dönüşebilir. Örneğin bir güneş pili, güneş ışınımını elektrik enerjisine dönüştürür ve böylece ampul yanar veya bilgisayara güç sağlanır.

<span class="mw-page-title-main">Atık ısı</span>

Atık ısı işleyen makineler ve enerji kullanan işlemler sonucu zorunlu yan ürün olarak üretilir, örneğin buzdolabı havası ısıtır ve yanmalı motorlar çevreye ısı yayar. Birçok sistemin, yan ürünü olarak ısı çıkarma ihtiyacı, termodinamik kanunlarının temelidir. Atık ısı orijinal enerji kaynağından daha düşük faydaya(termodinamik sözlüğünde düşük ekserji veya yüksek entropi) sahiptir. Her türlü insan aktivitesi, doğal sistemler ve bütün organizmalar atık ısı kaynağıdır. Gereksiz soğuk(ısı pompasında olduğu gibi) çıkışı da atık ısı biçimidir.

<span class="mw-page-title-main">Metal-hava elektrokimyasal hücre</span>

Metal-hava elektrokimyasal hücre, saf metalden yapılmış bir anod ve çevre havasının harici bir katodunu, tipik olarak bir sulu elektrolit ile kullanan bir elektrokimyasal hücredir.

<span class="mw-page-title-main">Çok görevli radyoizotop termoelektrik üreteci</span>

Çok görevli radyoizotop termoelektrik üreteci, Mars Bilim Laboratuvarı gibi NASA'nın uzay görevleri için geliştirilen bir tür radyoizotop termoelektrik üretecidir ve Amerika Birleşik Devletleri Enerji Dairesi Nükleer Enerji Ofisi bünyesindeki Uzay ve Savunma Gücü Sistemleri Dairesi yetkisi altındadır. MMRTG, Aerojet Rocketdyne ve Teledyne Energy Systems kuruluşlarından oluşan bir ekip tarafından geliştirilmiştir.

Bir ısı pompası, buzdolabı veya klima sisteminin performans katsayısı veya COP, yapılan iş karşılığında sağlanan yararlı ısıtma veya soğutma oranıdır. Yüksek COP'ler düşük işletme maliyetlerine eşittir. COP genellikle, özellikle ısı pompalarında, 1'i geçer, çünkü işi sadece ısıya dönüştürmek yerine, bir ısı kaynağından ısının gerekli olduğu yere ilave ısı pompalanır. Eksiksiz sistemler için, COP hesaplamaları tüm güç tüketen yardımcı sistemlerin enerji tüketimini içermelidir. COP, çalışma koşullarına, özellikle de mutlak sıcaklığa ve ısı deposu ile sistem arasındaki bağıl sıcaklığa oldukça bağlıdır ve genellikle beklenen koşullara göre grafiklendirilir veya ortalaması alınır. Absorpsiyonlu soğutucu soğutma gruplarının performansı tipik olarak çok daha düşüktür, çünkü bunlar sıkıştırmaya dayanan ısı pompaları değildir, bunun yerine ısıyla yürütülen kimyasal reaksiyonlara dayanır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrikli ısıtma</span>

Elektrikli ısıtma elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüştürüldüğü bir süreçtir. Yaygın uygulamalar arasında alan oda ısıtıcısı, pişirme, su ısıtma ve endüstriyel işlemler yer alır. Elektrikli ısıtıcı, elektrik akımını ısıya dönüştüren elektrikli bir cihazdır. Her elektrikli ısıtıcının içindeki ısıtma elemanı bir elektrik direncidir ve Joule yasası prensibi ile çalışır. Alternatif olarak, bir ısı pompası, bir soğutma çevrimi çalıştırmak için bir elektrik motoru kullanır.

Sodyum iyon pil, elektirik yükü taşıyıcıları olarak sodyum iyonlarını kullanan şarj edilebilir pildir. Çalışma prensibi ve hücre yapısı, lityum iyon pil (LIB) türleri ile benzerdir, ancak lityum yerine sodyum kullanılır. SIB'ler, eşitsiz coğrafi dağılım, yüksek çevresel etki ve lityumlu piller için gereken ancak sodyum-iyon pil türü için zorunlu olmayan lityum, kobalt, bakır ve nikel gibi birçok malzemenin yüksek maliyeti nedeniyle 2010'lar ve 2020'lerde ilgi gördü. Sodyum-iyon pillerin en büyük avantajı, sodyumun doğal bolluğudur. SIB'lerin benimsenmesine yönelik zorluklar, düşük enerji yoğunluğu ve yetersiz şarj-deşarj döngülerini içerir.

Lityum demir fosfat (LiFePO4 veya LFP pil (lityum ferrofosfat) pil; Katot olarak lityum demir fosfat (LiFePO4) ve anot olarak metalik arkalıklı bir grafit karbon kullanan bir lityum iyon pildir. Düşük maliyet, yüksek güvenlik, düşük toksisite, uzun döngü ömürleri ve diğer faktörler nedeniyle, LFP pilleri araç kullanımında, şebeke ölçeğinde yedek güç sistemlerinde yer bulmaktadır. LFP piller kobalt içermez. Eylül 2022 itibarıyla EV'ler için LFP tipi pilin pazar payı %31'e ulaştı ve bunun %68'i yalnızca Tesla ve Çinli EV üreticisi BYD üretiminden geldi. Çinli üreticiler şu anda LFP pil tipi üretiminde neredeyse tekele sahiptir. 2022'de patent sürelerinin dolmaya başlaması ve daha ucuz pillere olan talebin artmasıyla LFP tipi üretimin 2028'de lityum nikel manganez kobalt oksit (NMC) tipi pilleri geçecek şekilde artması bekleniyor.

Alüminyum-iyon piller, alüminyum iyonlarının yük taşıyıcı olarak görev yaptığışarj edilebilir bir pil sınıfıdır. Alüminyum, iyon başına üç elektron değiştirebilir. Bu, bir Al3+ eklenmesinin üç Li+ iyonuna eşdeğer olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, Al3+ (0,54 Å ) ve Li+ (0,76 Å) iyon yarıçapları benzer olduğundan, önemli ölçüde daha yüksek sayıda elektron ve Al3+ iyonları katotlar tarafından çok az hasarla kabul edilebilir. Al, Li'nin 50 katı (23,5 megavat-saat m-3) enerji yoğunluğuna sahiptir ve bu kömürden bile yüksektir.

Nanotop piller, karbon ve lityum demir fosfat gibi çeşitli malzemelerden oluşabilen nano boyutlu toplardan yapılmış katot veya anotlu deneysel bir pil türüdür. Nanoteknoloji kullanan piller, artırılmış yüzey alanları nedeniyle hızlı şarj ve deşarj gibi yüksek performansa izin pillerdir.

<span class="mw-page-title-main">Vanadyum redoks pili</span>

Vanadyum akış pili (VFB) veya vanadyum redoks akışlı pil (VRFB) olarak da bilinen bir tür şarj edilebilir akışlı pildir. Yük taşıyıcı olarak vanadyum iyonlarını kullanır. Pil, tek bir elektroaktif element içeren bir pil yapmak için vanadyumun dört farklı oksidasyon durumunda bir çözelti içinde var olma yeteneğini kullanır. Göreceli büyüklükleri de dahil olmak üzere çeşitli nedenlerle, vanadyum piller tipik olarak şebeke enerji depolaması için kullanılır, yani enerji santrallerine/elektrik şebekelerine takılır.

<span class="mw-page-title-main">Akış pili</span> Akış Bataryası

Akış pili veya redoks akış pili, bir zarın iki tarafında sistemden pompalanan sıvılarda çözünmüş iki kimyasal bileşen tarafından kimyasal enerjinin sağlandığı bir tür elektrokimyasal hücredir. Hücre içindeki iyon transferi, her iki sıvı da kendi ilgili alanlarında dolaşırken zar üzerinden gerçekleşir. Hücre voltajı kimyasal olarak Nernst denklemi ile belirlenir ve pratik uygulamalarda 1,0 ila 2,43 volt arasında değişir. Enerji kapasitesi elektrolit hacminin, güç elektrotların yüzey alanının bir fonksiyonudur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.