211service.com
Nanopartikelnetværk lover billigere batterier til lagring af vedvarende energi
Væsker, der indeholder et strømmende netværk af partikler i nanoskala, kunne gøre batterier billigere at fremstille og dermed reducere omkostningerne ved at bruge store mængder sol- og vindenergi.
Konventionelle batterier er alt for dyre til at opbevare timers elektricitet fra store solenergianlæg eller vindmølleparker til brug, når solen ikke skinner eller vinden ikke blæser. Men de netværksforbundne nanopartikler kunne muliggøre en billigere ny type batteri kaldet et flowbatteri.
I dag er den samlede mængde vind- og solenergi lille, og eksisterende fossile brændselsanlæg kan kompensere for eventuelle mangler. Men vedvarende energi vokser hurtigt, især på steder som Californien, og eksisterende infrastruktur er måske ikke nok til at understøtte dem og holde lyset tændt. Batterier er renere end fossile brændselsanlæg, og kan også reagere på ændringer i solen og vinden langt hurtigere, end fossile brændselsanlæg kan.
Med konventionelle batterier er de materialer, der lagrer energi, og udstyret til at få strøm ind og ud af dem pakket i én beholder. I flowbatterier er de materialer, der lagrer energi, væsker, der kan opbevares i store tanke og pumpes ind i en relativt lille enhed, der enten udvinder strømmen eller genoplader væsken.
Det er billigt og nemt at øge energilagringskapaciteten for et flowbatteri - du skal bare bygge større tanke. Imidlertid er de materialer, der bruges i flow-batterier nu, relativt dyre, og forskerne leder efter billigere alternativer (se Nyt batterimateriale kunne hjælpe vind og sol med at blive stort og opstart af EnerVault genovervejer flowbatterikemi).
Med nogle alternativer er det svært at få ladning ind og ud af materialerne; elektricitet udvindes kun fra den del af materialerne, der kommer i direkte kontakt med en flad metalplade. Nanopartikelnetværket skaber stier for elektricitet til at strømme gennem væsken. Det gør det for eksempel muligt at få fra fem til seks gange mere energi ud af et eksperimentelt flowbatteri lavet af lithium og svovl. Nanopartikelnetværket blev udviklet i laboratoriet i Endnu-Ming Chiang , professor i materialevidenskab ved MIT.
Nanopartikler har længe været brugt i konventionelle batterier med solide elektroder, men det, der kendetegner den nye udvikling, er at have et nanopartikelnetværk i en væske og vedligeholde elektriske forbindelser, selvom væsken flyder.
Det amerikanske energiministerium vurderer, at for at batterier skal være økonomiske, skal de koste mindre end 100 dollars pr. kilowatt-time og skal holde i et årti eller mere. Sådanne batterier koster nu hundredvis af dollars per kilowatt-time. Chiang siger, at det kunne være muligt at bygge batterier, der koster mindre end $100 per kilowatt-time med nanopartikelnetværkene, men forskerne har endnu ikke vist, at de kan genoplades nok gange til at holde et årti.