211service.com
Billiga batterier för backup förnybar energi
Investerare chippade nyligen in 15 miljoner dollar för att finansiera batteristart EOS energilagring , ett företag som säger att dess batterier så småningom skulle kunna konkurrera med naturgaskraftverk för att tillhandahålla ström under tider av hög efterfrågan.
På det billiga: EOS arbetar på ett batteri baserat på så billiga material som vatten, zink och luft. Om det lyckas kan resultatet bli en välsignelse för industrin för förnybar energi.
Billig energilagring blir allt viktigare i takt med att fler vindkraftverk och solpaneler läggs till nätet. Om förnybar energi ska ersätta de fossila bränslena som dominerar strömförsörjningen och tjäna som backup för vindkraftverk och solpaneler, kommer mycket storskaliga, billiga batterier som de EOS utvecklar att behövas (se Vindturbiner, batteri ingår, kan hålla strömmen Stabila leveranser, batteri kan ge ett billigt sätt att lagra solenergi och en lösning på solenergiintermittens).
EOS försöker kommersialisera en typ av batteri som är baserad på billiga material: vatten, zink och luft (se Startup Promises a Revolutionary Grid Battery and Years in the Making, Promising Rechargeable Metal-Air Batteries Head to Market ). Sådana batterier – där zink reagerar med syre i luften för att generera elektricitet – har funnits länge, men det har varit svårt att göra dem uppladdningsbara. Elektroder försämras, till exempel, och batterierna är i sig ineffektiva på grund av skillnaden i spänningsnivåer vid laddning och urladdning – de slösar bort nästan hälften av den energi som krävs för att ladda dem.
EOS har tagit itu med dessa problem på ett par sätt. Den använder en lätt sur vattenbaserad elektrolyt som hjälper till att förhindra deformationer av zinkelektroden som kan skada batteriet.
Företaget kompletterar också zink-syrereaktionen med reaktioner mellan zink och en blandning av upp till sex andra material (det kommer inte att identifiera typen av föreningar). De andra reaktionerna hjälper till att minska skillnaden mellan laddnings- och urladdningsspänningar och förbättrar effektiviteten från 60 procent till nästan 75 procent. Blandningen av reaktioner gör batteriet svårare att använda, men George Adamson , vice vd för R&D, säger att dagens batterihanteringsprogram klarar uppgiften.
Beslutet att använda dessa extra reaktioner var resultatet av lite serendipity. Föroreningar orsakade oönskade sidoreaktioner i de ursprungliga zink-luft-prototyperna. Men sedan märkte forskarna den positiva effekten på spänningen. När vi insåg det, säger Adamson, började vi söka med avsikt efter flera kombinationer av reaktioner.
EOS har byggt en två kilowatts prototyp. Så småningom kommer dess batterier att packas in i en fraktcontainer för att göra en-megawatt-batterier som kan lagra sex megawattimmar el, tillräckligt för att driva ett typiskt amerikanskt hem i sex månader. Man planerar att bygga en pilotfabrik i slutet av året eller i början av nästa år, och att börja tillverka fullstorleksbatterier på en megawatt i slutet av 2014.
EOS vill producera batterier som kostar så lite som $160 per kilowattimme och håller i 30 år. Nuvarande batterier som är billiga skulle gå sönder efter bara ett par års drift. Det amerikanska energidepartementet har satt upp ett mål om batterier till 100 dollar per kilowattimme som kan laddas 5 000 gånger med 80 procents effektivitet, och säger att batterier vid den tidpunkten kan användas allmänt för lagring av nätet. EOS säger att dess batterier kan hålla i 10 000 laddningar, vilket kan kompensera för den högre initialkostnaden och lägre effektivitet för dess batterier.
Men företaget har inte nått sina mål ännu. Det står att det ligger långt inom $300 per kilowattimme. EOS har fullständigt laddat och laddat ur den senaste iterationen av sina battericeller över 1 000 gånger, och batterierna har hittills behållit 90 procent av sin kapacitet. Vanligtvis är batterier utformade för att behålla 80 procent av sin kapacitet i slutet av sin livslängd, så den nuvarande kapacitetsförlusten är för hög för ett batteri med 10 000 cykler.
Men, säger Adamson, mycket av kapacitetsförlusten beror på att elektrolytnivåerna faller för lågt. I ett experiment återställde batterierna kapaciteten från 80 procent till 96 procent av den ursprungliga kapaciteten. Tillverkade batterier kommer med en mekanism för att automatiskt fylla på elektrolyten, vilket kan förbättra systemets hållbarhet.
EOS säger att de samarbetar med sju elbolag för att testa batteriet och designa det enligt de prestandaspecifikationer de behöver – det kommer att meddela partnerna inom de närmaste veckorna.