Serial Battery Entrepreneur's New Venture tacklar ren energis största problem

Grundargruppen för Baseload Renewables, inklusive chefsforskaren Yet-Ming Chiang (andra från höger).

MIT-professorn Yet-Ming Chiang har lanserat sin senaste lagringssatsning, en startup för flödesbatterier designad för att göra förnybar energi direkt konkurrenskraftig med fossila bränslen (se 24M:s batterier kan bättre utnyttja vind- och solenergi).

Omfattningen av företagets ambition - och utmaning - telegraferas i namnet: Baseload Renewables . Cambridge, Massachusetts-baserade startups uttalade uppdrag är att producera batterier som är kapabla att producera pålitlig elkraft från förnybara källor dygnet runt, och som kostar minst fem gånger mindre än där litiumjonbatterier sannolikt hamnar på en platå.

Det närmar sig den prispunkt där idén med säsongslagring blir ekonomiskt genomförbar – vilket innebär att arrayer av dessa batterier kan lagra tillräckligt med solenergi under tider av överskottsproduktion under sommaren för att fortsätta möta regional efterfrågan under den långa, molniga vintern, säger Chiang.

Baseload är inrymt i Engine, MIT:s nya accelerator, som nyligen gav företaget nästan 2 miljoner dollar i finansiering (se Utveckla en tuff, tidskrävande teknik? Denna investerare är intresserad ).

Baseload ger inte många tekniska detaljer i detta skede, men nyckeln till dess låga kostnad är att förlita sig på svavel. Det beror på att materialet är väldigt rikligt och energitätt, säger Chiang. Det är faktiskt en restprodukt från olje- och gasproduktion som kostar så lite som 10 cent per kilogram.

'Baserat på den lagrade laddningen per dollar var svavel mer än en faktor 10 bättre än det näst bästa', säger Chiang, en materialvetenskapsprofessor som tidigare var med och grundade litiumjonbatteristartups A123 Systems, 24M, och tre andra startups.

Baseloads andra medgrundare inkluderar Ted Wiley, tidigare vicepresident på Aquion Energy, samt Marco Ferrara och Billy Woodford, som båda tidigare arbetat med Chiang på 24M (se Why Bad Things Happen to Clean-Energy Startups ).

Bättre, billigare och mer hållbar lagringsteknik är avgörande för att förnybara källor ska kunna möta en större del av energibehovet och avsevärt lägre utsläpp av växthusgaser.

Trots alla hoppfulla kommentarer och täckning av vind- och solpriser som närmar sig paritet med fossila bränslen, är sanningen att det är en jämförelse mellan äpplen och apelsiner. Eftersom solen inte alltid skiner och vinden inte alltid blåser, kan dessa källor inte användas lika tillförlitligt och flexibelt som kol eller naturgas såvida de inte backas upp av fossila bränsleanläggningar, balanserade ut genom efterfrågesvarsprogram eller långdistansöverföringsledningar, eller parat med någon form av riklig lagring. Alternativen för det senare är i allmänhet begränsade till billig pumpad vattenkraftslagring – som är snävt geografiskt begränsad eftersom den kräver ett par vattenreservoarer – eller batterier och liknande tekniker som fortfarande är för dyra, kortlivade eller båda.

Litiumjonbatterierna som driver våra smartphones och elfordon används i allt större utsträckning på begränsade sätt för att balansera förnybar produktion. Men många batteriexperter tror att deras höga kostnader och begränsade livscykler sätter hårda gränser för hur stor roll de kan spela på nätet.

Flow-batterier, å andra sidan, kan designas med ett mycket högt energi-till-effektförhållande, vilket innebär att de kan hålla mycket energi, och fortsätta leverera den under långa perioder, säger Michael Aziz, professor i material och energi teknologier vid Harvard University.

De flesta flödesbatterier innehåller två tankar med elektroaktiva material lösta i vätskor, kända som anolyt och katolyt. De pumpas in i en central cell delad av ett membran som är permeabelt för en vanlig jon, vilket tillåter atomer med en positiv eller negativ laddning att passera igenom. Detta strömflöde laddar i sin tur de positiva och negativa elektroderna på vardera sidan av cellen.

I fallet med Baseload verkar anolyten vara en 'polysulfidlösning', vilket helt enkelt betyder att den innehåller kedjor av svavelatomer, enligt en patentansökan för 'luftandande vattenhaltiga svaveluppladdningsbara batterier' inlämnad av MIT i slutet av 2016. Ansökan listar Chiang som en uppfinnare. Katolyten är ett ospecificerat metallsalt löst i vatten. Det kallas 'luftandning' eftersom syre genereras i katolyten under laddning och förbrukas under urladdning.

Chiang, som fungerar som företagets chefsforskare, förväntar sig att batterierna ska ha en urladdningstid på flera dagar eller längre och hålla 20 år i fält.

Vi arbetar fortfarande med att välja den ideala kemin för detta tillvägagångssätt, säger Chiang.

Han säger att företaget fortfarande är i ett tidigt skede och noterar att det kan ta tre till fem år innan det finns betydande projekt på området. Att ta sig dit kommer nästan säkert att ta mer än 2 miljoner dollar, och Chiang säger att företaget fortsätter att leta efter ytterligare finansiering.

Hans tidiga forskning om detta tillvägagångssätt började under det amerikanska energidepartementet Gemensamt centrum för energilagringsforskning . George Crabtree, programmets chef, säger att svavelbatterier så småningom kan bli billiga och hållbara nog att ersätta de koldioxidavgivande gasturbiner som för närvarande stryps upp när vind- och solkraft flaggar, eller till och med vattenkraftslagringsanläggningar.

Harvards Aziz säger att det är det första lagringssystemet han har hört talas om inriktat på så långa urladdningstider, annat än pumpad vattenkraft, och att det verkar som att företaget försöker bryta ny mark även när det gäller kilowatt-timmars prissättning.

Han säger att det är svårt att bedöma den tekniska livskraften utan ytterligare detaljer, men tillägger att Chiangs meritlista som uppfinnare och vetenskapsman tyder på att företaget är på en lovande forskningsväg.

Chiangs tidigare satsning, A123, var en tidig satsning på att bygga litiumjonbatterier för elfordon som fick stor uppmärksamhet i pressen. Men företaget tvingades ansöka om konkurs 2012 efter att ha överbyggt sina tillverkningsanläggningar i väntan på affärer som inte kom. Den köptes slutligen av Wanxiang, en stor kinesisk tillverkare av bildelar, och verkar vara på solid ekonomisk grund igen, enligt några rapporter . Han är fortfarande chefsforskare vid 24M.

Chiang säger att han lärde sig avgörande lärdomar i sina tidigare satsningar som han tänker tillämpa på Baseload Renewables. Bland annat, säger han, kommer företaget med stor sannolikhet att se till att samarbeta med etablerade tillverkare snarare än att bygga ut sina egna fabriker, en strategi som andra batterisatsningar som Aquion och CAMX Power har också kommit att omfamna.

Nystartade företag är inte utrustade för att ta itu med det, och investerare är inte förtjusta i att betala för det, säger Chiang.

Dölj