Serial Battery Entrepreneur's New Venture tackler Clean Energy's største problem

Grundlæggerholdet af Baseload Renewables, inklusive chefforsker Yet-Ming Chiang (anden fra højre).

MIT-professor Yet-Ming Chiang har lanceret sit seneste storage-væddemål, en flow-batteri-startup designet til at gøre vedvarende energi direkte konkurrencedygtig med fossile brændstoffer (se 24Ms batterier kunne bedre udnytte vind- og solenergi).

Omfanget af virksomhedens ambition - og udfordring - er telegraferet i navnet: Baseload vedvarende energi . Den Cambridge, Massachusetts-baserede startups erklærede mission er at producere batterier, der er i stand til at producere pålidelig netstrøm fra vedvarende kilder døgnet rundt og koster mindst fem gange mindre, end hvor lithium-ion-batterier sandsynligvis vil plateau.

Det nærmer sig det prispunkt, hvor ideen om sæsonopbevaring bliver økonomisk gennemførlig - hvilket betyder, at arrays af disse batterier kan lagre nok solenergi i tider med overskydende produktion gennem sommeren til at fortsætte med at imødekomme den regionale efterspørgsel gennem den lange, overskyede vinter, siger Chiang.

Baseload er placeret på Engine, MIT's nye accelerator, som for nylig gav virksomheden næsten 2 millioner dollars i finansiering (se Udvikling af en hård, tidskrævende teknologi? Denne investor er interesseret).

Baseload giver ikke mange tekniske detaljer på dette stadium, men nøglen til dens lave omkostninger er afhængig af svovl. Det skyldes, at materialet er meget rigeligt og energitæt, siger Chiang. Det er faktisk et affaldsprodukt fra olie- og gasproduktion, der koster så lidt som 10 cent pr. kilogram.

'Baseret på den afgift, der er lagret pr. dollar, var svovl mere end en faktor 10 bedre end den næstbedste,' siger Chiang, en materialevidenskabsprofessor, som tidligere var medstifter af lithium-ion batteri startups A123 Systems, 24M, og tre andre startups.

Baseloads andre medstiftere inkluderer Ted Wiley, tidligere vicepræsident hos Aquion Energy, samt Marco Ferrara og Billy Woodford, som begge tidligere har arbejdet med Chiang hos 24M (se Why Bad Things Happen to Clean-Energy Startups ).

Bedre, billigere, længerevarende lagringsteknologier er afgørende for at gøre det muligt for vedvarende kilder at imødekomme en større del af energiefterspørgslen og væsentligt lavere drivhusgasemissioner.

På trods af alle de håbefulde kommentarer og dækning af vind- og solpriser, der nærmer sig paritet med fossile brændstoffer, er sandheden, at det er en æble-til-appelsin-sammenligning. Fordi solen ikke altid skinner, og vinden ikke altid blæser, kan disse kilder ikke bruges lige så pålideligt og fleksibelt som kul eller naturgas, medmindre de bakkes op af fossile brændselsanlæg, udlignet gennem efterspørgselsreaktionsprogrammer eller langdistancetransmissionsledninger, eller parret med en form for rigelig lagring. Mulighederne for sidstnævnte er generelt begrænset til billig pumpet hydroelektrisk lagring - som er stramt geografisk begrænset, da det kræver et par vandreservoirer - eller batterier og lignende teknologier, der stadig er for dyre, kortlivede eller begge dele.

De lithium-ion-batterier, der driver vores smartphones og elektriske køretøjer, bliver i stigende grad brugt på begrænsede måder for at balancere vedvarende produktion. Men mange batterieksperter mener, at deres høje omkostninger og begrænsede livscyklusser sætter hårde grænser for, hvor stor en rolle de kan spille på nettet.

Flow-batterier kan på den anden side designes med et meget højt energi-til-effekt-forhold, hvilket betyder, at de kan rumme en masse energi og fortsætte med at levere den over lange perioder, siger Michael Aziz, professor i materialer og energi teknologier på Harvard University.

De fleste strømningsbatterier inkluderer to tanke med elektroaktive materialer opløst i væsker, kendt som anolyt og katolyt. De pumpes ind i en central celle opdelt af en membran, der er permeabel for en fælles ion, hvilket tillader atomer med en positiv eller negativ ladning at passere igennem. Denne strømstrøm oplader til gengæld de positive og negative elektroder på hver side af cellen.

I tilfælde af Baseload ser anolytten ud til at være en 'polysulfidopløsning', hvilket simpelthen betyder, at den indeholder kæder af svovlatomer, ifølge en patentansøgning for 'luftåndende vandige svovl genopladelige batterier' indgivet af MIT i slutningen af ​​2016. Ansøgningen angiver Chiang som en opfinder. Katolytten er et uspecificeret metalsalt opløst i vand. Det kaldes 'luftånding', fordi ilt dannes i katolytten under opladning og forbruges under afladning.

Chiang, der fungerer som virksomhedens chefforsker, forventer, at batterierne kan prale af en flerdages eller længere afladningsvarighed og holde 20 år i felten.

Vi arbejder stadig på at vælge den ideelle kemi til denne tilgang, siger Chiang.

Han siger, at virksomheden stadig er i en tidlig fase og bemærker, at det kan tage tre til fem år, før der er væsentlige projekter på området. At komme dertil vil næsten helt sikkert tage mere end $2 millioner, og Chiang siger, at virksomheden fortsætter med at lede efter yderligere finansiering.

Hans tidlige forskning i denne tilgang begyndte under det amerikanske energiministerium Fælles Center for Energilagringsforskning . George Crabtree, programmets direktør, siger, at svovlbatterier i sidste ende kan være billige og langtidsholdbare nok til at erstatte de kuldioxidudsendende gasturbiner, der i øjeblikket drosles op, når vind- og solenergi flager, eller endda vandkraftværker.

Harvards Aziz siger, at det er det første lagersystem, han har hørt om, der er målrettet mod så lange udledningsvarigheder, bortset fra pumpet vandkraft, og at det ser ud til, at virksomheden også forsøger at bryde ny jord med hensyn til kilowatt-timers prissætning.

Han siger, at det er svært at vurdere den tekniske levedygtighed uden yderligere detaljer, men tilføjer, at Chiangs track record som opfinder og videnskabsmand antyder, at virksomheden er på en lovende forskningsvej.

Chiangs tidligere satsning, A123, var et tidligt satsning på at bygge lithium-ion-batterier til elektriske køretøjer, der fik stor pressebevågenhed. Men virksomheden blev tvunget til at indgive en konkursbegæring i 2012 efter at have overbygget sine produktionsfaciliteter i forventning om forretninger, der ikke kom. Den blev i sidste ende købt af Wanxiang, en stor kinesisk producent af autodele, og ser ud til at være på solid økonomisk fod igen, ifølge nogle rapporter . Han er fortsat chefforsker ved 24M.

Chiang siger, at han lærte afgørende lektier i sine tidligere forehavender, som han har til hensigt at anvende på Baseload Renewables. Blandt andet, siger han, vil virksomheden højst sandsynligt se efter at samarbejde med etablerede producenter i stedet for at bygge sine egne fabrikker ud, en strategi som andre batterivirksomheder som Aquion og CAMX Power er også kommet til at favne.

Startups er ikke udstyret til at tackle det, og investorer er ikke glade for at betale for det, siger Chiang.

skjule