Produkt Ambri to gotowy do instalacji system kontenerowy DC, wyposażony w półki na ogniwa, zarządzanie temperaturą, odporną na warunki atmosferyczne zewnętrzną obudowę i system zarządzania baterią (BMS), do zastosowań wymagających dużej pojemności energetycznej, częstych cykli, długiej żywotności i wysokiej efektywność.
Ogniwa są montowane na tacach i łączone w obudowie termicznej, tworząc system w skali MWh, który jest następnie oddzielnie podłączany do sieci za pomocą standardowych przemysłowych dwukierunkowych falowników DC-AC. System jest izolowany i nagrzewa się podczas pracy, nie wymaga zewnętrznego ogrzewania/chłodzenia, aby utrzymać akumulatory w temperaturze roboczej. Wiele systemów umieszczonych razem na miejscu jest połączonych równolegle, co umożliwia nieograniczoną skalowalność w górę dla projektów o dużej skali.
Każde ogniwo Ambri składa się z solidnej obudowy ze stali nierdzewnej, obudowy z dodatnią polaryzacją i ujemnego zacisku wystającego ze środka pokrywy. Podczas transportu ogniwa są wysyłane w temperaturze otoczenia i są nieaktywne; mają zerowe napięcie ogniwa i nie przepuszczają prądu, co zapewnia znaczne korzyści w zakresie bezpieczeństwa podczas montażu i transportu. Po dostarczeniu na miejsce grzałki w systemie doprowadzają ogniwa do temperatury roboczej, co powoduje ich aktywację i pozwala na rozpoczęcie magazynowania lub oddawania energii elektrycznej.
Chociaż oczekuje się, że system będzie utrzymywał temperaturę roboczą nieprzerwanie przez cały okres jego eksploatacji, ogniwa są zaprojektowane tak, aby przechodziły dziesiątki cykli termicznych, od temperatury pokojowej do 500 °C, bez wpływu na wydajność ogniw. Ogniwa są również wysoce odporne na przeładowanie lub nadmierne rozładowanie i nie są narażone na niestabilność termiczną, rozkład elektrolitu lub odgazowanie elektrolitu, z których każde może prowadzić do istotnych zdarzeń związanych z bezpieczeństwem w przypadku innych składów chemicznych ogniw.
Technologia zmieniająca zasady gry
Akumulator z ciekłego metalu składa się z anody ze stopu wapniowego, elektrolitu ze stopionej soli i katody z cząstek stałych antymonu, co umożliwia stosowanie tanich materiałów i niewielkiej liczby etapów w procesie montażu ogniw. Aktywne materiały w ogniwach Ambri odwracalnie stapiają się i rozwarstwiają podczas ładowania i rozładowywania. Elektrolit jest stabilny termodynamicznie z elektrodami, co pozwala uniknąć niepożądanych reakcji ubocznych, takich jak tworzenie się powłoki, które mogą pogorszyć wydajność innych ogniw chemicznych. Co więcej, elektroda ujemna jest całkowicie zużywana po rozładowaniu, a następnie jest ponownie odtwarzana w każdym cyklu, co skutkuje wysoce powtarzalnym procesem bez efektu pamięci. Dzięki tym wyjątkowym właściwościom roboczym technologia akumulatorów ciekłych metali firmy Ambri pozwala uniknąć typowych mechanizmów degradacji, które powodują spadek pojemności w innych branżach chemicznych.
Chemia wysokotemperaturowa
W temperaturze pokojowej ogniwo Ambri jest nieprzewodzące, a jego aktywnymi materiałami są stałe metale i stały elektrolit. Po podgrzaniu do temperatury 500 °C systemy akumulatorowe oparte na Ambri działają z maksymalną wydajnością bez względu na temperaturę zewnętrzną i nie wymagają energochłonnej klimatyzacji. Systemy oparte na Ambri wytwarzają własne ciepło podczas użytkowania, eliminując w ten sposób potrzebę dodatkowego zasilania do kontroli temperatury. Systemy te lubią być używane – pełny cykl ładowania/rozładowania przynajmniej co dwa dni utrzyma system w temperaturze roboczej, a wyższe cykle pracy nie spowodują degradacji.
Zero konserwacji
Systemy komercyjne Ambri będą pakowane w kontenery 550–1150 VDC o pojemności do 1 MWh. Pojemniki te zostaną fabrycznie zmontowane i wysłane na miejsce całkowicie zapełnione i zaplombowane. Każdy z tych pojemników nie będzie zawierał elementów wymiennych ani serwisowanych. Eliminuje to konserwację na miejscu i oznacza, że kontener staje się modułowym i wymiennym elementem systemu. W przypadku projektów z 10 lub większą liczbą kontenerów połączonych równolegle po stronie DC lokalizacji PCS, niezawodność systemu jest zwiększona dzięki nadmiarowości N+1 na poziomie kontenera.
Najtańszy system magazynowania energii
Ogniwa Ambri wykorzystują powszechnie dostępne materiały elektrodowe, które kosztują 1/3 wartości ogniw litowo-jonowych NMC. Produkcja ogniw Ambri jest znacznie prostsza i wymaga od 1/3 do 1/2 nakładów inwestycyjnych na MWh produkcji w porównaniu do litowo-jonowych. Co więcej, systemy oparte na Ambri nie mają urządzeń chłodzących, przeciwpożarowych ani urządzeń BMS opartych na modułach i szafach, czego wymagają systemy litowo-jonowe. Z tych powodów systemy akumulatorów o długim czasie działania stworzone w technologii Ambri stanowią ułamek kosztów akumulatorów litowo-jonowych, porównując systemy 20-letnie działające przez 8 godz. na dobę.
Brak ryzyka spalenia
Systemy magazynowania energii Ambri odpowiedzą na ogólnoświatowe zapotrzebowanie na magazynowanie w sieci dzięki gwarancji wydajności i bezpieczeństwa. Ponieważ baterie litowo-jonowe zalały rynek magazynowania sieciowego, pojawiły się możliwości bezpieczniejszych baterii o dłuższej żywotności do długotrwałych zastosowań. Baterie Ambri nie są wybuchowe, palne ani wrażliwe na temperaturę. Żaden poziom przeładowania, nadmiernego rozładowania, zwarcia lub temperatury nie spowodował żadnych obaw związanych z bezpieczeństwem tych ogniw. Ambri nawiązał współpracę z Underwriters Laboratories w celu opracowania odpowiedniego zestawu testów bezpieczeństwa do certyfikacji ogniw Ambri. Komórki Ambri z łatwością przeszły te testy.
Wynalezienie baterii Ambri
Baterie Ambri narodziły się w laboratorium GroupSadoway w Massachusetts Institute of Technology, gdzie profesor Donald Sadoway współpracował z Davidem Bradwellem nad rozwojem technologii Liquid Metal Battery. David Bradwell, współzałożyciel Ambri i CTO, odegrał kluczową rolę w rozwoju technologii Liquid Metal Battery. Ukończył studia magisterskie, doktorat, stopnie naukowe i staż podoktorski na MIT. Wspólnie przeprowadzili badania elektrochemiczne nad dziesiątkami różnych technologii akumulatorów, w tym formułą, która stała się akumulatorem z ciekłym metalem Ambri.
Akumulator Ambri wykorzystuje w swojej katodzie cząstki półmetalicznego antymonu (na zdjęciu) wraz ze stopionym elektrolitem solnym i anodą ze stopu wapnia.
Zdjęcie: użytkownik Flickr James St. John
Źródło: Ambri Incorporated, USA Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
