بررسی و مروری بر روش های بهینه و توسعه یافته در باتری های آب شور

باتری های قابل شارژ آب دریا (SWB) از یون های Na+ حل شده در آب (آب دریا یا آب نمک) به عنوان ماده کاتد استفاده می کنند. آنها برای کاربردهای دریایی مانند شناورهای سبک، پهپادهای دریایی، نیروی کمکی برای قایق های بادبانی و غیره توجه را به خود جلب می کنند. تا کنون، طراحی SWB از نوع سکه ای تا سلول منشوری شکل برای اهداف تحقیقاتی برای بررسی اجزای سلول و رفتارهای الکتروشیمیایی توسعه یافته است. با این حال، برای کاربردهای تجاری، که به طور کلی به ۱۲ ولت و ۱۵ وات بیشتر نیاز دارند، توسعه یک ماژول SWB، از جمله مونتاژ سلول و طراحی بسته بندی مورد نیاز است. در این پژوهش، روش های انجام شده در ساخت و تعبیه باتری های آب شور بعد از معرفی این باتری ها، جهت بهینه سازی باتری آب شور در ذخیره انرژی، افزایش طول عمر، بسط انرژی تولیدی مرور و بررسی می شود. طبق بررسی های انجام شده، توجه به جنس جزهای اصلی باتری یعنی آند، کاتد و جداکننده الکترولیت توانایی بهینه کردن SWB را دارد. از این رو، جنس آند از آلیاژ منیزیم، کاتد نامتقارن متخلخل و جداکننده الکترولیت سرامیکی با نام NASICON، SWB را در بهینه ترین حالت خود قرار می دهد. افزایش ذخیره انرژی، سازگاری با محیط زیست و قابلیت شارژ بالا، پتانسیل بالا در عملکرد تخلیه و از همه مهمتر تولید هیدروژن تمیز بصورت مستقیم و نامحدود از آب دریا از جمله مزایای انتخاب این دسته از مواد برای SWB می باشند. آلیاژ منیزیم (Mg-Al-Pb-La) بالاترین بازده آندی را در حین تخلیه در ۱۸۰ میلی آمپر سانتی متر مربع به دلیل کمترین کاهش وزن نشان می دهد. با استفاده از NASICON به دلیل عدم وجود اجزای خطرناک و عدم وجود خطر انفجار، یک محیط امن در طول عملیات ذخیره انرژی و تخلیه حفظ می شود و در آخر باتری منیزیم/آب دریا با کاتد ناهم ساختار متخلخل به حداکثر چگالی توان ۲۸/۶ میلی وات سانتی متر مربع در چگالی جریان ۳۰ میلی آمپر سانتی متر مربع می رسد.

Keywords:

باتری آب شور , ماژول , ذخیره انرژی , آند , کاتد , جداکننده الکترولیت.