A belfasti Queen's Universityn kifejlesztett 3D-nyomtatott akkumulátor "valódi hatást gyakorolhat" a nettó nullához vezető úton, állítják a mögötte álló kutatók.

Az áramlási akkumulátorokat kulcsfontosságúnak tekintik a megújuló energia felhasználásának növelésében, lehetővé téve az energia tárolását, amikor nem fúj a szél és nem süt a nap.

De drágák, és jellemzően fémes elemet - vanádiumot - használnak, amelyet csak néhány helyen állítanak elő szerte a világon.

A QUB tudósai most kifejlesztettek egy vasat, amely sokkal könnyebben beszerezhető, és elküldték a világ minden tájára, hogy segítsék a kutatások szabványosítását.

Remélhetőleg felgyorsítja a megújuló energia forradalmát, megbízhatóbbá teszi a kutatást, és skálázhatóbbá teszi az eredményeket.

Dr. Hugh O'Connor posztdoktori kutató az áramlási akkumulátorok tervezésén kezdett bütykölni, amikor szüksége volt rá a doktori tanulmányaihoz – és rájött, hogy ez 2000-3000 fontba fog kerülni.

"Elkezdtem 3D-s nyomtatást végezni, és sok apró módosítást végeztem. Sok próbálkozás és hiba után végül ezek nagyon jól kezdtek működni."

A kinyomtatott cella lehetővé tette számára, hogy elvégezze a PhD-hez szükséges vizsgálatokat.

De amikor összehasonlította eredményeit más kutatásokkal, O'Connor nehezen találta meg a kívánt szabványokat.

„Különböző konferenciákon, megbeszéléseken és telefonhívásokon vettünk részt, észrevettük, hogy másoknak is vannak hasonló problémái, és sok kollégánkat nagyon érdekelte ez a munka.

"Hirtelen olyan helyzetbe kerültünk, ahol volt egy nagyon szép olcsó cellánk, és mindannyian ugyanazzal a problémával küzdöttünk."

Az ehhez hasonló felfedezéseket általában a kutatóintézetek pénzzé teszik, és folyamatosan keresnek finanszírozást munkájuk támogatására.

És O'Connor bevallotta, rövid ideig "cinikusan" fontolgatta, hogy eladja termékét kollégáinak.

Ám miután megbeszélték a témavezetővel, úgy döntöttek, hogy a tervet a teljes nemzetközi kutatói közösség számára ingyen biztosítják.

"Kifejezetten lehetőséget láttunk benne hálózatunk bővítésére ahelyett, hogy egy kis pénzt keresnének, és úgy érezzük, hogy ez valóban előnyös lehet ennek a technológiának."

Tervezése nagyjából 74 fontba kerül, és körülbelül tíz alkatrészt tartalmaz, a nyomtatott daraboktól kezdve, amelyeken a folyadék átfolyik, a membránig, tömítésekig, elektródákig és áramgyűjtőkig.

És ez gondos összeszerelést igényel, amelyet a készlethez mellékelt ingyenes útmutató leegyszerűsít.

„Nagyon fontos volt, hogy egy Ikea-stílusú használati útmutatót küldjünk ki a résztvevőknek.

– És szerintem egész jól követték.

Az áramlási akkumulátor olyan eszköz, amely folyadékokban tárolja az energiát, nem pedig szilárd elektródákban, mint ahogyan azt a lítium-ion akkumulátorok teszik.

A folyadékok általában a vanádium fémelemet tartalmazzák.

Több vanádium van a földkéregben, mint a lítium, de kevésbé hozzáférhető és gazdaságilag ingatagabb.

Tehát bár az áramlási akkumulátorokat potenciális megváltoztató tényezőnek tekintik a megújuló energiák nettó nullára irányuló versenyében, a költségek és a geopolitikai korlátok miatt nem fejlesztették őket széles körben.

Kína épített néhány nagyméretű akkumulátort, és egy próba Skóciában is zajlott.

De a globális fejlődést is hátráltatja a kutatási eredmények szabálytalansága.

Tehát az, hogy az eredményeket különböző intézményekben azonos berendezésekkel reprodukálják, olyan tudósok számára, mint Dr. Josh Bailey, megbízható bizonyítékokat ad, amelyekre támaszkodhat.

A QUB Kémiai és Vegyészmérnöki Iskola Illuminate munkatársaként ő és csapata olyan tanulmányokat vezet, amelyekben a világ számos intézménye vesz részt O'Connor megfizethető 3D-nyomtatott cellájának felhasználásával.

"Őszintén hiszünk abban, hogy az áramlási akkumulátorok felgyorsíthatók ezekkel a reprodukálhatósági tanulmányokkal, és hogy a technológia gyorsabban bevethető, ha mindannyian ugyanazokat a szabványokat alkalmazzuk.

"Ha mindannyian eljutunk 2050-ig, és a nettó nullán leszünk, akkor sokkal több áramot kell tárolnunk olyan technológiákban, mint az áramlási akkumulátorok."

A QUB a világ számos más egyetemével együtt vezető szerepet tölt be a tanulmányokban.

„Szórakoztató tudni, hogy az általunk készített dolgok már léteznek, és mindannyian együtt dolgozunk az áramlási akkumulátorok szabványainak javításán” – mondta Bailey.

A világ egyre inkább a megújuló energia felé fordul.

Világviszonylatban a megújuló források több villamos energiát szolgáltattak tavaly, mint a szén, miközben az Egyesült Királyságban a valaha volt legnagyobb megújuló energiatermelést regisztrálták.

De megbízható és megfizethető módszerekre van szükség az összes energia tárolására, így akkor is használható, ha nincs elég szeles vagy napos.

A több energia tárolása pedig lerövidítené azt az időt is, amelyet a turbináknak le kell kapcsolniuk, hogy elkerüljék a hálózatra gyakorolt hatást, amikor alacsony a kereslet.

O'Connor és Bailey fokozza munkájukat, nagyobb köteg nyomtatott cellát tesztel, hogy megtudja, hogyan alkalmazható a technológia az iparban.

"Az egy dolog, hogy a kémiát és egy sor anyagkészletet egy cella szintjén nézünk egy füstelszívóban" - mondta Bailey.

„Más dolog látni, milyen az, ha egyszer veremre méretezed.

"Tehát az egycellás, a verem és a rendszer valóban rávezet minket az innovációs pályára, hogy meglássuk, meddig tudjuk tolni a kémiát, amelyen dolgozunk."