לקראת עתיד ירוק יותר

מקורות אנרגיה מתחדשים תלויים במידה רבה בתנאי סביבה משתנים ולא אחידים לאורך זמן. בשל כך אי אפשר לשלב אותם ברשת החשמל באופן ישיר, אלא נדרשת מערכת אגירת אנרגיה שתתווך בינם לרשת החשמל. מכאן נובע אחד האתגרים המשמעותיים של זמננו: פיתוח מערכות אגירת אנרגיה בהיקף משמעותי.

סוללות זרימה נחשבות כיום לאחד הפתרונות המובילים לאגירת אנרגיה בסקאלה גדולה. בסוללות זרימה, בדומה לסוללות ליתיום-יון, נוצר זרם חשמלי בעקבות אינטראקציה בין שני חומרים, אך ההבדל המהותי ביניהן הוא שבסוללות הזרימה החומרים אינם מוצקים אלא זורמים. היתרונות הבולטים בסוללות זרימה הם אורך חיים, בטיחות ושימוש בחומרים שאינם מזהמים את הסביבה. הבעיה היא שקצב שחרור האנרגיה בסוללות אלה אינו משתווה לחלופות.

פריצת דרך בהקשר זה מגיעה מהפקולטה להנדסת מכונות ותוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Flow: Applications of Fluid Mechanics הובילו הדוקטורנטית סופיה קופרמן וד”ר רונה רונן במעבדות של פרופ’ אמיר גת ופרופ’ מתיו סאס.

בסוללות זרימה רגילות יש תעלת זרימה ראשית. במחקר הנוכחי הוסיפו החוקרות לסוללה תעלת זרימה משנית המופרדת מהתעלה הראשית באמצעות אלקטרודה מחוררת. התעלה המשנית גורמת להיווצרות זרימה מהתעלה הראשית לכיוון האלקטרודה וכך מגדילה את מספר האינטראקציות, כלומר את קצב פריקת הסוללה.

התוצאה המרכזית של המחקר היא שהעיצוב החדשני של סוללות הזרימה מאפשר קצב פריקת אנרגיה המהיר בכ-350% ביחס לעיצוב הקלאסי של סוללות הזרימה. לשיפור שמוצע במאמר יש חשיבות גדולה בהאצת תהליך היישום של סוללות זרימה בשילוב מקורות אנרגיה מתחדשים ובהקטנת טביעת הרגל הפחמנית הקשורה בפליטות משריפת דלקים לצורך ייצור אנרגיה.

לקריאת המאמר – לחצו כאן