211service.com
Sun Catalytix söker andra akten med flödesbatteri
MIT spin-off Sun Catalytix har varit tvungen att lägga sin djärva vision om att möjliggöra väteekonomin på is. Men det har fortfarande aggressiva tekniska mål.
Sun Catalytix VD Mike Decelle visar upp de två företagsdesignade elektrolyterna som ska användas i ett planerat flödesbatteri för nätlagring. Kredit: Martin LaMonica.
Det Cambridge, Massachusetts-baserade företaget har ägnat det senaste och ett halvt år åt att designa ett flödesbatteri för nätlagring och planerar att ha en prototyp senare i år, berättar vd Mike Decelle för mig. Förhoppningen är att testa systemet i kilowattskalan i år och samla in ytterligare medel för vidare utveckling i slutet av året.
Flödesbatterier är en av de mest attraktiva batteriteknikerna för att lagra flera timmars energi på nätet. De kan användas för att jämna ut det variabla utbudet av vind- och solkraftsparker eller tillhandahålla reservkraft till byggnader eller campus med elproduktion på plats. En kommersiell produkt från Sun Catalytix skulle kunna leverera en megawatt effekt i fyra till sex timmar och passa i en 40-fots fraktcontainer, säger Decelle.
Det finns redan dussintals flödesbatterier anslutna till nätet tillverkade av företag med vanadin- och zinkbromidkemi. Sun Catalytix använder designermolekyler gjorda av rikliga material som är miljövänliga och kommer att ge låga kostnader, säger Decelle. Företaget siktar på ett pris på $200 till $250 per kilowattimme kapacitet, mycket mindre än långvariga batterier som nu finns på nätet.
Flytten att fokusera på flödesbatterier är en dramatisk vändning för Sun Catalytix. Startupen snurrades ut från MIT 2009 för att kommersialisera en lågkostnadskatalysator utvecklad av professor Daniel Nocera. Med den föreställde sig Nocera ett konstgjort blad som billigt kunde ta bort vätet från vattnet och använda vätet i en bränslecell för att göra elektricitet. Företaget tog in riskkapital från Polaris Venture Partners och från det indiska konglomeratet Tata, som uttryckte sig intressant i sin teknologi för distribuerad energi. Den fick också ett ARPA-E-bidrag för ett material som kan producera väte från vatten direkt från solenergi. (Se, Ett grönare konstgjort blad.)
Visionen att använda en billig, soldriven elektrolysator gav massor av publicitet till företaget och Nocera, som förespråkade användning av tekniken i utvecklingsländer. På den tiden var många riskkapitalistiska företag villiga att investera i företag som bildades för att kommersialisera labbforskning. Men som erfarenheten på Sun Catalytix visar är utvecklingstider inom materialvetenskap vanligtvis många år och kräver en betydande mängd kapital för att få ut på marknaden.
Decelle gick med i företaget i juni 2011 och i höstas stod det klart att företaget var tvungen att sträva efter en kortsiktig kommersiell marknad. Den (konstgjorda löv) tekniken tenderar att förlita sig på väteinfrastruktur. Men när man tänker på det i riskkapital tidsskalor är det en tuff pitch, säger han.
Företaget, som håller på att ansöka om patent kring flödesbatteriteknologin, är tyst om de material det kommer att använda i ett flödesbatteri, men kemin kommer att ge en högre effekttäthet än traditionella konstruktioner, säger Decelle. Det är de rätta jordnära metallerna i rätt molekylära ramverk, säger han. Att öka effekttätheten för ett flödesbatteri leder direkt till lägre kostnad eftersom mer kraft kan genereras från befintliga komponenter.
Mekaniken i själva flödesbatteriet kommer att vara traditionell: det kommer att finnas två stora tankar som innehåller en vattenhaltig elektrolyt, som pumpas in i en enda tank med ett membran som separerar de två vätskorna. När det flödar i en riktning in i stapeln, sker en elektrokemisk reaktion över membranet för att producera ett flöde av elektricitet. För att ladda enheten pumpas vätskorna omvänt.
Ungefär hälften av de 26 personerna på SunCatalytix är kemiingenjörer och den andra hälften är ingenjörer, av vilka många kommer från bränslecellsindustrin, säger Decelle. Prestanda för flödesbatterier, som liknar bränsleceller, har förbättrats avsevärt under de senaste åren eftersom ingenjörer kan dra nytta av arbetet med membran och andra komponenter i bränsleceller med högre effekt.
Sun Catalytix står inför en bred uppsättning konkurrenter som tävlar om att sälja energilagringssystem för elnät, som har mycket höga krav på säkerhet, kostnad och tillförlitlighet. När det gäller det ursprungliga väteproducerande elektrolysörarbetet, säger Decelle att det inte är helt skrotat, bara på hyllan medan företagets kemiingenjörer fokuserar på en kommersiell produkt. Nocera och andra forskare fortsätter samtidigt att göra forskning om att förbättra effektiviteten hos en väteproducerande solcellsenhet.