211service.com
Startup visar upp sitt billigare rutnätsbatteri
Startup Sun Catalytix designar ett flödesbatteri för lagring av energi i nätet som använder anpassade material som härrör från billiga råvarukemikalier. Den ansluter sig till dussintals andra företag som vill tillverka en enhet som billigt och tillförlitligt kan ge flera timmars ström för att säkerhetskopiera intermittent vind- och solenergi.
Batteristack: Sun Catalytix prototyp laddas och laddas ur genom att cirkulera elektrolytvätskor genom spår i fyrkantiga plattor åtskilda av ett membran.
MIT spinoff, som hoppas kunna differentiera sig med en ny kemi och billiga mekaniska system, testar en småskalig fem kilowatt prototyp. Den räknar med att ett fullskaligt system, som det förväntar sig att göra under 2015 eller 2016, kommer att kosta under 300 dollar per kilowattimme, eller mindre än hälften så mycket som de natrium-svavelbatterier som nu används för flertimmars nätlagring.
Sun Catalytix VD Mike Decelle säger att en fördel med företagets teknologi är att den använder billiga ingredienser. Vi köper in en del av det här riktigt, riktigt billigt i ton kvantiteter [från Kina] just nu, säger han och står i en dörröppning så att namnen på kemikalierna inte är läsbara för en besökare. Det är där du måste hitta och vilken typ av kvantiteter du behöver.
Det aktiva materialet i ett typiskt flödesbatteri är en metall, såsom vanadin eller zink, löst i en flytande elektrolyt. För att skapa en ström pumpas vätskorna från stora tankar in i en anordning där en elektrokemisk reaktion sker över ett membran. Elektrolyterna pumpas i motsatt riktning för att ladda batteriet. En stor fördel med flödesbatterier är att mängden energi de lagrar kan ökas genom att helt enkelt göra tankarna större.
Sun Catalytix elektrolyter är gjorda av metaller kombinerade med ligander, eller molekyler som binder till metallatomer. Att använda syntetiska metall-ligandföreningar som de aktiva batterimaterialen gav ingenjörer mer designflexibilitet när de strävar efter ett billigt, säkert batteri som kan hålla i 15 år med daglig laddning, enligt företaget.
I en version av batteriet som utvecklas i dess labb staplas två fyrkantiga plattor av kol-plastkomposit, var och en ungefär lika tjock som ett papper, med ett tunt plastmembran mellan dem för att bilda en cell. Under laddning och urladdning färdas de två flytande elektrolyterna genom spår som är utskurna i varje platta för att utlösa den kemiska reaktionen över membranet.
Prototypsystemet, som hålls i ett glashölje, består av 50 celler i två horisontella rader, eller staplar. Cellerna är inte kopplade individuellt; istället går strömmen genom plattorna från ena änden av stapeln till den andra, vilket sparar kostnader för kabeldragning. Nedanför staplarna finns tankar med flytande elektrolyter, pumpar, ventiler och rör gjorda av PVC-plast - som allt är utrustning från hyllan. Ett fullskaligt system skulle använda hundratals celler, var och en ungefär lika stor som en pizzalåda.
Ett sätt som Sun Catalytix batterier skiljer sig från mer konventionella flödesbatterier, enligt företaget, är att de aktiva materialen löses i en nästan neutral vattenlösning som är säker vid spill och inte frätande för pumpar och ventiler. De flesta flödesbatterielektrolyter är starka syror, vilket kan orsaka säkerhetsproblem om tekniken används i byggnader och kan kräva inneslutningskärl som medför mer kostnader, säger Venkat Srinivasan, chef för Energy Storage and Distributed Resources Lab vid Lawrence Berkeley National Laboratory.
Sun Catalytix konkurrerar också med företag som tillverkar lagringsmaskiner för tryckluft och batterier med sin egen nya kemi, såsom ett zink-luftbatteri från Eos Energy Storage och ett flytande metallbatteri från Ambri. (Se billiga batterier för backup förnybar energi och Ambris bättre batteri.) Decelle tror att Sun Catalytix batteri kommer att ha en fördel framför Ambris när det gäller säkerhet. Ett flytande metallbatteri fungerar vid flera hundra grader Celsius, vilket kan ge vissa kunder paus, säger han.
Sun Catalytix har för avsikt att pilottesta ett fullskaligt batteri under 2015. Ett system på en megawatt skulle passa in i två 20-fots fraktcontainrar, och tankarna med elektrolyter skulle kräva fler fraktcontainrar, beroende på hur många timmars ström som behövs . Företaget, som har samlat in 16,5 miljoner dollar i investeringar, söker nu mer pengar från företag och riskkapitalister för att bygga större prototyper. Den avser att tillverka cellstaplarna själv och förlita sig på kontraktstillverkare eller systemintegratörer för att montera den slutliga produkten, säger Decelle.