स्कोलटेक वैज्ञानिकों ने एक मॉडल प्रस्तुत किया है जो वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी के डिजाइन और संचालन की सुविधा प्रदान करता है।ये विद्युत ऊर्जा के लिए बड़े पैमाने पर भंडारण इकाइयाँ हैं जो ऊर्जा परिवर्तन में एक प्रमुख भूमिका निभाने का वादा करती हैं और पहले से ही चीन, जर्मनी और अमेरिका में उपयोगिताओं द्वारा ऊर्जा ग्रिड पर अधिकतम मांग को पूरा करने के लिए उपयोग की जाती हैं।

यह तकनीक - या एक समान समाधान - विद्युत वाहनों और नवीकरणीय ऊर्जा को व्यापक रूप से अपनाने के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता और सुरक्षा को बढ़ावा देने और महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे को पर्याप्त बैकअप बिजली प्रदान करने के लिए अपरिहार्य होगी।अध्ययनमें प्रकाशित किया गया हैऊर्जा स्रोतों का जर्नल.

"फ्लो बैटरी एक प्रकार का रसायन हैऊर्जाभंडारण मौलिक रूप से भिन्न नहीं हैलिथियम आयनऔर अन्य बैटरियां।मूल घटक समान हैं: दो इलेक्ट्रोड और एक माध्यम, जिसे इलेक्ट्रोलाइट कहा जाता है, जो आयनों के स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है।लेकिन इलेक्ट्रोड के बजाय, ऊर्जा प्रदान करने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया तरल इलेक्ट्रोलाइट में होती है, "पेपर के मुख्य लेखक, स्कोल्टेक एनर्जी के वरिष्ठ अनुसंधान वैज्ञानिक मिखाइल पुगाच ने कहा।

"व्यावहारिक दृष्टिकोण से, फ्लो बैटरियां पारंपरिक संचायकों की तुलना में बहुत भारी और भारी होती हैं, इसलिए वे पोर्टेबल उपकरणों के लिए उपयुक्त नहीं हैं। उन्होंने कहा, वे ग्रिड-स्केल भंडारण के लिए बड़ी क्षमता, दीर्घायु और अनुकूलनशीलता प्रदान करते हैं। इसके अलावा, वे तेजी से हो सकते हैंरिचार्ज, कोई आग का खतरा पैदा न करें, और इस पर भरोसा करेंकच्चा मालरूस से प्राप्त.और वैनेडियम को पुनर्चक्रित करना काफी आसान है," शोधकर्ता ने कहा।

वैनेडियम फ्लो रेडॉक्स बैटरियां ऐसे बड़े पैमाने पर बिजली भंडारण के लिए उपयोगिता कंपनियों द्वारा नियोजित सबसे उन्नत तकनीक है।यह ऊर्जा उत्पादकों को एयर कंडीशनर आदि के एक साथ उपयोग के कारण होने वाली बिजली की मांग में वृद्धि को संतुलित करने की अनुमति देता है।

जबकि पीक लोड एक हमेशा मौजूद रहने वाली समस्या है, लेकिन इसके बढ़ने की संभावना है क्योंकि अधिक ड्राइवर इलेक्ट्रिक कारों का विकल्प चुनते हैं और शाम को घर जाने के बाद एक ही बार में उनमें प्लग लगाना शुरू कर देते हैं।

वैनेडियम बैटरियां नवीकरणीय स्रोतों से बिजली उत्पादन की परिवर्तनशील प्रकृति को प्रबंधित करने में भी मदद करती हैं।यह तकनीक डेटा केंद्रों, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और अन्य औद्योगिक सुविधाओं में बैकअप पावर स्रोत के रूप में उपयुक्त है, जिन्हें निर्बाध संचालन की आवश्यकता होती है।

"विपरीतलिथियम आयन बैटरी, वैनेडियम-आधारित भंडारण प्रणालियाँ संचालन के कई चक्रों में लगभग कम क्षमता बनाए रख सकती हैं।इसे शुरू करने के लिए उपयुक्त डिज़ाइन और उपयुक्त रखरखाव प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है, "स्कोलटेक एनर्जी के अनुसंधान वैज्ञानिक सर्गेई पारसेगोव ने कहा, जिन्होंने परियोजना के प्रमुख अन्वेषक के रूप में कार्य किया।

"हमारे अध्ययन में प्रदान किया गया मॉडल दो चीजें करता है। यह निर्माता को विश्वसनीयता बढ़ाने और क्षमता में गिरावट को धीमा करने के लिए बैटरी में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों को अनुकूलित करने में मदद करता है। यह स्टोरेज सिस्टम की सर्विसिंग करने वाली कंपनी को यह भी बताता है कि इसे कब और कैसे करना है। यहइसमें इलेक्ट्रोलाइट में विकसित होने वाले असंतुलन को ठीक करना शामिल है।"

इस प्रकार जब वैनेडियम फ्लो बैटरियों को वास्तव में लागू करने की बात आती है तो यह मॉडल प्रौद्योगिकी के अंतर्निहित लाभ का लाभ उठाना संभव बनाता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, उनके दृष्टिकोण का मुख्य लाभ यह है कि इसमें मॉडल की गई बैटरी की झिल्ली के बारे में अधिक जानकारी की आवश्यकता नहीं होती है।आम तौर पर, किसी को आयामों के साथ-साथ सामग्री और उपयोग की जाने वाली सटीक तकनीक डालनी होती है।यह मॉडल अपने संचालन के दौरान धीरे-धीरे बैटरी के अनुकूल ढल जाता है, जब तक कि उचित सटीकता प्राप्त न हो जाए।

मॉडल के केंद्र में डिवाइस में होने वाली अंतर्निहित भौतिक प्रक्रियाओं का एक बहुत विस्तृत विवरण है।यह वह है जो न्यूनतम इनपुट डेटा के साथ अत्यधिक सटीक भविष्यवाणियां सक्षम करता है।

"दभौतिक मॉडलउस मॉडल पर वापस जाता है जिसे मैंने और मेरे सहकर्मियों ने अपनी पीएच.डी. के आधार पर प्रकाशित किया था।स्कोल्टेक में थीसिस प्रोजेक्ट," पुगाच ने कहा।

"जो बात नए मॉडल को अलग करती है वह यह है कि हमने विभिन्न झिल्ली मापदंडों के लिए अनिश्चितता कारकों को शामिल किया है। यह मॉडल को वर्तमान झिल्ली स्थितियों के अनुकूल बनाने में सक्षम बनाता है और झिल्ली के भौतिक गुणों के बारे में विस्तृत जानकारी की आवश्यकता को समाप्त करता है।"

मॉडल कुछ बुनियादी मापदंडों को स्वीकार करता है और एक संक्षिप्त प्रयोग के दौरान ऊर्जा भंडारण प्रणाली में मापदंडों को वास्तविक मूल्यों पर समायोजित करने के लिए एक विशेष एल्गोरिदम का उपयोग करता है।

पहले, स्कोल्टेक शोधकर्ताप्रस्तावितग्रीनहाउस में कृत्रिम प्रकाश व्यवस्था को शेड्यूल करके पावर ग्रिड पर भार को बराबर करने का एक तरीका ताकि जब बिजली की कीमतें सबसे कम हों तो लेट्यूस उगाया जा सके।