100 W Güç Depolayabilen Vanadyum Redoks Akış Bataryası (VRAB) Üretilmesi ve Test Edilmesi

Abstract

Fosil yakıtların hızlı ve sürekli tükenmesinden dolayı bilim insanları araştırmalarını yenilenebilir enerji kaynaklarına odaklamıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları (Güneş, rüzgar vb.) sıfır emisyona sahip olduğundan dolayı küresel ısınmayla mücadele konusunda çok büyük öneme sahiptir. Diğer yandan, güneş ve rüzgar enerjileri üretim esnasında dalgalanmalara sebep olduğundan dolayı şebeke istikrarsızlığı ve düşük güvenilirlik sorunlarını beraberinde getirmektedir. Bu gibi sorunları aşmak için tercih edilen yöntem ihtiyaç fazlası enerjinin üretildiği durumlarda bu enerjinin depolanarak, enerji talebinin en yoğun olduğu zamanlarda dahi depodan şebekeye beslenmesidir. Bu noktada depolama sistemlerinin verimliliği ve maliyetleri çok önemlidir. Depolama sistemlerinden bir tanesi olan akış bataryaları bu konuda iyi bir alternatiftir. Vanadyum redoks akış bataryaları uzun ömürleri ve yüksek enerji verimliliğinden dolayı diğer akış batarya sistemlerine göre daha avantajlıdır. Bu sistemin kullanımının yaygınlaşmasına engel olan en önemli sorunlar, yakıtları birbirinden ayıran Nafion? zarlarının ve yakıt olarak kullanılan vanadyum elektrolitlerinin maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Bu sorunları aşmak ve daha iyi performans elde edebilmek için bu proje kapsamında Nafoon?alternatif zarlar geliştirilmiş ve bu zarların VRAB performnsaları başarılı bir şekilde test edilmiştir. Ayrıca bu zarların yapılan testleri sonucunda elde edilen verimlerinin Nafion? zarlarının kullanıldığı vanadyum akış bataryalarından çok daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmada aynı zamanda su tutumu, proton iletkenliği, iyon değiştirme kapasitesi vanadyum iletkenliği gibi kritik membran parametrelerin VRAB performansı üzerine etkileri araştırılmıştır.