211service.com
Ett batteri tillverkat av järn kan förbättra ekonomin för sol- och vindkraft
Vid ett litet solkraftverk nära Modesto, i Kaliforniens Central Valley, ringde en startup Enervault nyligen avslöjat batteriteknik som kan öka mängden förnybar energi som kan användas. Tekniken är baserad på billiga material som forskare till stor del hade gett upp på eftersom batterier gjorda av dem inte höll tillräckligt länge för att vara praktiska. Men företaget säger att det har kommit på hur man får batterierna att hålla i årtionden.
Batterier ingår : Stora tankar som innehåller energilagringsmaterial gjorda av järn, krom och vatten utgör en nyckelkomponent i ett nytt, potentiellt lågkostnadsbatteri.
Tekniken demonstreras i ett stort batteri som lagrar en megawattimme el, tillräckligt för att driva 10 000 100-watts glödlampor under en timme. Enervault säger att dess batterier skulle kunna konkurrera med den billigaste formen av ellagring som finns tillgänglig idag – att pumpa vatten uppför en kulle så att det kan snurra turbiner när det rinner ner igen, vilket bara är möjligt på vissa platser. Företaget har testat en liknande, men mycket mindre, version av tekniken i cirka två år med goda resultat. Det har samlat in 30 miljoner dollar i finansiering, inklusive ett anslag på 5 miljoner dollar från det amerikanska energidepartementet.
Batterierna är särskilt väl lämpade för att lagra stora mängder energi, såsom timmars produktion från en vindkraftspark eller solcellsanläggning. De skulle därmed kunna hjälpa till att lösa ett stort problem med förnybar energi: ibland genererar de el när det inte behövs mycket, till exempel under de tidiga morgontimmarna eller på svala, soliga helgdagar.
Tekniken är en typ av flödesbatteri, så kallad eftersom energilagringsmaterialen är i flytande form. De förvaras i stora tankar tills de behövs; sedan pumpas de genom en relativt liten enhet, kallad en stack, där de interagerar för att generera elektricitet. Att bygga större tankar är relativt billigt, så ju mer energilagring som behövs desto bättre blir ekonomin. Det betyder att batterierna är bäst lämpade för att lagra timmars eller dagars elektricitet, utan att ge snabba utbrott.
Enervaults speciella version av tekniken använder vatten, krom och järn - billiga, säkra material som hade prövats i batterier på 1970-talet. Men oönskade kemiska reaktioner som frisättning av väte fick dem att brytas ned, vilket minskade mängden energi de kunde lagra.
Genom att bevisa att de oönskade reaktionerna är reversibla har vi löst problemen med järn-kromkemi, säger Enervaults vd Jim Pape. Företaget säger att energilagringsmaterialen kan hålla i mer än 20 år.
En betydande nackdel med tekniken är att den är mindre än 70 procent effektiv – 30 procent av elen som används för att ladda batteriet går förlorad (många batterier är bättre än 90 procent effektiva). Företaget säger att ekonomin fortfarande fungerar, men ett så slösaktigt batteri kanske inte är idealiskt för storskalig förnybar energi. Fler solpaneler skulle behöva installeras för att kompensera för avfallet.
Enervault säger att när batterierna tillverkas kommersiellt i ännu större storlekar än den nuvarande demonstrationsmodellen kommer de att kosta bara en femtedel så mycket som vanadin redox flödesbatterier, som har demonstrerats i stor skala och förmodligen är den typ av flödesbatteri som ligger närmast marknaden just nu. Forskare vid Harvard gjorde nyligen ett flödesbatteri som kan visa sig vara billigare än Enervaults, men prototypen är liten och kan ta många år att förvandlas till en säljbar version (se Nytt batterimaterial kan hjälpa vind- och solenergi att bli stor). En spinoff från MIT, Sun Catalytix , utvecklar också ett avancerat flödesbatteri, men dess prototyp är också liten (se Startup Shows Off Its Cheaper Grid Battery ). Andra typer av billiga batterier med lång livslängd utvecklas med material som smälta metaller (se Ambri Funding Influx föreslår en ny dag för nätbatterier).
Marknaden för batterier avsedda att lagra timmar med el är fortfarande osäker. En kombination av avancerade väderprognoser, lyhörda kraftverk med fossila bränslen, bättre överföringsnät och smarta kontroller för vind- och solkraft kan fördröja behovet av dem (se Smart vind och solkraft ). Kalifornien kräver att sina företag investerar i energilagring men har inte specificerat vilken typ, och det är inte klart vilka typer av batterier som kommer att visa sig vara mest värdefulla på kort sikt – långsamt laddade sådana som Enervaults eller de som levererar snabbare strömutbrott till kompensera för kortsiktiga variationer i energiförsörjningen. Tesla Motors, ett företag som utvecklar den senare typen, hoppas kunna göra dem överkomliga genom att tillverka dem på en enorm fabrik (se Tesla planerar att börja bygga sin Gigafactory nästa månad).