211service.com
Et batteri lavet af jern kunne forbedre økonomien ved sol- og vindenergi
På et lille solenergianlæg nær Modesto i Californiens Central Valley ringede en startup Enervault for nylig afsløret batteriteknologi, der kan øge mængden af vedvarende energiforsyninger kan bruge. Teknologien er baseret på billige materialer, som forskerne stort set havde opgivet, fordi batterier lavet af dem ikke holdt længe nok til at være praktiske. Men firmaet siger, at det har fundet ud af, hvordan man får batterierne til at holde i årtier.
Batterier medfølger : Store tanke indeholdende energilagringsmaterialer lavet af jern, krom og vand udgør et nøgleelement i et nyt, potentielt billigt batteri.
Teknologien bliver demonstreret i et stort batteri, der lagrer en megawatt-times elektricitet, nok til at køre 10.000 100-watt-pærer i en time. Enervault siger, at dets batterier kunne konkurrere med den billigste form for elektricitetsopbevaring, der er tilgængelig i dag - at pumpe vand op ad en bakke, så det kan dreje turbiner, når det strømmer ned igen, hvilket kun er muligt visse steder. Virksomheden har testet en lignende, men meget mindre, version af teknologien i omkring to år med gode resultater. Det har rejst 30 millioner dollars i finansiering, inklusive et tilskud på 5 millioner dollars fra det amerikanske energiministerium.
Batterierne er særligt velegnede til at lagre store mængder energi, såsom timers output fra en vindmøllepark eller solcelleanlæg. De kunne derved hjælpe med at løse et stort problem med vedvarende energi: Nogle gange genererer de elektricitet, når der ikke er meget brug for det, såsom i de tidlige morgentimer eller på kølige, solrige weekenddage.
Teknologien er en type flowbatteri, såkaldt fordi energilagringsmaterialerne er i flydende form. De opbevares i store tanke, indtil de er nødvendige; derefter pumpes de gennem en relativt lille enhed, kaldet en stak, hvor de interagerer for at generere elektricitet. At bygge større tanke er relativt billigt, så jo mere energilagring der er behov for, jo bedre bliver økonomien. Det betyder, at batterierne er bedst egnede til at opbevare timers eller dages elektricitet og ikke levere hurtige udbrud.
Enervaults særlige version af teknologien bruger vand, krom og jern - billige, sikre materialer, der var blevet prøvet i batterier i 1970'erne. Men uønskede kemiske reaktioner såsom frigivelse af brint fik dem til at nedbrydes, hvilket mindskede mængden af energi, de kunne lagre.
Ved at bevise, at de uønskede reaktioner er reversible, har vi løst problemerne med jern-chrom-kemi, siger Enervaults CEO Jim Pape. Virksomheden siger, at energilagringsmaterialerne kan holde i mere end 20 år.
En væsentlig ulempe ved teknologien er, at den er mindre end 70 procent effektiv - 30 procent af den elektricitet, der bruges til at oplade batteriet, går tabt (mange batterier er bedre end 90 procent effektive). Virksomheden siger, at økonomien stadig fungerer, men et så spildt batteri er måske ikke ideelt til vedvarende energi i stor skala. Der skulle installeres flere solpaneler for at kompensere for affaldet.
Enervault siger, at når batterierne produceres kommercielt i endnu større størrelser end den nuværende demonstrationsmodel, vil de koste blot en femtedel så meget som vanadium redox flow-batterier, som er blevet demonstreret i stor skala og formentlig er den type flowbatteri, der ligger tættest på. marked lige nu. Forskere ved Harvard lavede for nylig et flow-batteri, der kunne vise sig at være billigere end Enervaults, men prototypen er lille og kan tage mange år at blive til en omsættelig version (se Nyt batterimateriale kunne hjælpe vind- og solenergi til at blive stor). En MIT-spinoff, Sol Catalytix , udvikler også et avanceret flow-batteri, men dets prototype er også lille (se Opstart viser dets billigere gitterbatteri ). Andre typer af billige, langtidsholdbare batterier er ved at blive udviklet, ved hjælp af materialer som smeltede metaller (se Ambri Funding Influx foreslår en ny dag for netbatterier).
Markedet for batterier designet til at lagre timers elektricitet er stadig usikkert. En kombination af avancerede vejrudsigter, responsive kraftværker med fossilt brændstof, bedre transmissionsnetværk og smarte kontroller til vind- og solenergi kan forsinke behovet for dem (se Smart Wind and Solar Power). Californien kræver, at sine forsyningsselskaber investerer i energilagring, men har ikke specificeret hvilken slags, og det er ikke klart, hvilke typer batterier der vil vise sig at være mest værdifulde på kort sigt - langsomt opladede som Enervaults eller dem, der leverer hurtigere strømudbrud til opveje kortsigtede variationer i energiforsyningen. Tesla Motors, et firma, der udvikler sidstnævnte type, håber at gøre dem overkommelige ved at producere dem på en enorm fabrik (se Tesla planlægger at begynde at bygge sin Gigafactory næste måned).