. GENNEMBRUD I FLOWBATTERI KAN LAGRE VEDVARENDE ENERGI BILLIGT - VIDENSKAB

Gennembrud i flowbatteri kan lagre vedvarende energi billigt

flow batteri
Eliza Grinnell, SEAS Communications

Med nutidens batteriteknologi er drømmen om at stole på vedvarende energikilder uafhængigt af fossile brændstoffer stadig umulig. Opbevaring af nok energi til at levere behov på rolige eller overskyede dage koster for meget ved brug af dagens batterier. En opdagelse fra et team fra Harvard School of Engineering and Applied Science lover nye fremskridt med at skære vores navlestreng til kul og olie.

Der er to store problemer med visionen om batterilagring, der er tilstrækkelig til at gøre et alt-vedvarende gitter levedygtigt. Brugen af ​​sjældne jordarter og andre metaller med begrænset forsyning eller tilknyttet geo-politiske strenge øger omkostningerne og truer forsyningen. Endnu mere kritisk forbinder de fleste eksisterende batteriteknologier batteriets lagerkapacitet med strømkonverteringskapaciteten.

Gigantisk elforsyningskunstinstallation i London lige ved Carnaby Street, overfor Shaston Arms.

zemlinki! / CC BY 2.0

Tænk på det som at bruge vand gennem en haveslange. Eksisterende batterier opbevarer effektivt vandet i slangen. For at opbevare mere vand skal du bruge en slange med større diameter, som derefter forsyner vandet med en endnu hurtigere maksimalhastighed. Dette skaber unødvendige omkostninger til opskalering af lager, mens efterspørgslen forbliver konstant. SEAS pressemeddelelse beskriver problemet i en nøddeskal:

For at opbevare 50 timers energi fra en vindmølle på 1 megawatt med en kapacitetskapacitet (50 megawatt-timer), ville en mulig løsning være at købe traditionelle batterier med 50 megawatt-timers energilagring, men de ville komme med 50 megawatt strømkapacitet. At betale for 50 megawatt strømkapacitet, når kun 1 megawatt er nødvendigt, giver ringe økonomisk mening.

Brændselsceller giver mulighed for at opbevare ubegrænsede mængder brændstof, der er frakoblet fra hardwarekapaciteten til kraftkonvertering, men disse er afhængige af ædle metaller og andre metaller med begrænset forsyning til at katalysere omdannelsen af ​​brændstof til energi.

Michael J. Aziz (billedet) og andre ved Harvard University har udviklet et metalfrit flowbatteri, der er afhængig af elektrokemi fra naturligt rigelige, små organiske molekyler til at opbevare elektricitet produceret fra vedvarende, intermitterende energi sur

© Eliza Grinnell, SEAS Communications

Mega flow-batteriet, der er annonceret af Harvard-teamet, frikobler lagring fra forsyning. Teknologien lagrer elektricitet i kinon, et metalfrit organisk (kulstofbaseret) molekyle svarende til de kemikalier, der bruges af planter og dyr til at opbevare energi i biologiske systemer. Quinonerne forbliver opløst i vand, hvilket reducerer antændelighedsrisikoen.

Megaflow-kinonbatteriet bruger også en glasagtig carbonelektrode og brom til at generere elektricitet. Brom stammer hovedsageligt fra koncentreret havvand; sammenlignet med klor, har det risici, men disse er ikke mere alvorlige eller mindre håndterbare end risikoen ved andre teknologier (tænk på farerne ved lithium-ion-batteriteknologi).

Den testede kinon (9, 10-anthraquinon-2, 7-disulfonsyre eller AQDS, som rapporteret i

Natur

, i tilfælde af at du er interesseret) findes naturligt i rabarber, men kan også syntetiseres omkostningseffektivt. Denne særlige quinon vandt screeningen af ​​over 10.000 kinoner i kategorien bedst i batterier.

Med teknologi som denne kan man forestille sig vindmølleparker eller solcelleanlæg med tanke på stedet for at opbevare store mængder energiladede kinoner, der kan konverteres til at levere flere dages strøm til at bygge bro over den periodiske karakter af vedvarende elektricitetsproduktion.

Det gør "flow-batteriteknologi" til det nyeste watchword på det grønne energitakt.