...

Koncepcja płynnej baterii do przechowywania energii

24 grudnia 2021
Koncepcja płynnej baterii do przechowywania energii

Naukowcy przekonują, że półstały związek elektrochemiczny może służyć jako ekonomiczne, sieciowe zasilanie awaryjne w energię wiatrową i słoneczną.

Baterie wykonane z elektrycznie przewodzącej mieszanki o konsystencji melasy mogą pomóc rozwiązać kluczowy element zagadki dekarbonizacji. Interdyscyplinarny zespół z MIT odkrył, że technologia elektrochemiczna zwana półstałym akumulatorem przepływowym może być konkurencyjną cenowo formą magazynowania energii i jej gromadzenia przez zmienne źródła energii odnawialnej (VRE), takie jak energia wiatru i słońca.

Przejście na czystą energię wymaga systemów magazynowania energii o różnym czasie trwania, gdy słońce nie świeci, a wiatr nie wieje – mówi Emre Gençer, naukowiec z Inicjatywy Energetycznej MIT (MITEI) i członek zespołu badawczego. – Nasza praca pokazuje, że półstały akumulator przepływowy może być opcją ratującą życie, a także ekonomiczną, gdy te źródła VRE nie mogą generować energii przez dzień lub dłużej – na przykład w przypadku klęsk żywiołowych – dodaje.

Akumulatorowa bateria z dwutlenkiem cynku i manganem (Zn-MnO2), którą stworzyli naukowcy, pokonała innych konkurentów do długoterminowego magazynowania energii. – Przeprowadziliśmy kompleksową, oddolną analizę, aby zrozumieć, w jaki sposób skład baterii wpływa na wydajność i koszt, przyglądając się wszystkim kompromisom – mówi Thaneer Malai Narayanan. – Wykazaliśmy, że nasz system może być tańszy niż inne i można go skalować.

Czas, przez jaki akumulatory przepływowe mogą się rozładować, uwalniając zmagazynowaną energię elektryczną, jest określony przez objętość dodatnio i ujemnie naładowanych roztworów elektrolitów przepływających przez stos. Teoretycznie, dopóki te roztwory płyną, reagują i przekształcają energię chemiczną w energię elektryczną, systemy akumulatorów mogą dostarczać energię elektryczną.

Następnym krokiem jest zbudowanie naszego systemu baterii – mówi Narayanan. – Nasze badania wskazują również drogę do innych chemikaliów, które można by opracować w ramach półstałej platformy akumulatorów przepływowych, dzięki czemu tego rodzaju technologia może być wykorzystywana do przechowywania energii w każdym gospodarstwie domowym – objaśnia.

Technologia akumulatora przepływowego

W akumulatorze przepływowym ogniwo jest ładowane za pośrednictwem odwracalnej reakcji chemicznej pomiędzy dwoma ciekłymi elektrolitami. Elektrolity te nie są zmagazynowane w ogniwie akumulatora, jak w konwencjonalnym akumulatorze, lecz w oddzielnych zbiornikach.
W czasie działania akumulatora elektrolity są pompowane poprzez reaktor elektrochemiczny, w którym zachodzi reakcja redoks (utleniania-redukcji) i energia chemiczna jest zamieniana na energię elektryczną. Dzięki magazynowaniu elektrolitów na zewnątrz ogniwa, parametry akumulatora są elastyczne; moc i ilość magazynowanej energii mogą być dobierane oddzielnie. Zwiększanie ilości elektrolitów lub ich wymiana są bardzo łatwe. Ponadto projektowane ogniwo może być optymalizowane ze względu na wymaganą moc znamionową, gdyż nie zależy ona od ilości użytego elektrolitu.

Źródło: Massachusetts Institute of Technology, Leonardo Energy

Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika