Все частіше світ відмовляється від викопного палива змінюючи технології на відновлювані джерела. На тлі цих процесів розвиток акумуляторних технологій набуває все більшого значення. Сучасні акумулятори мають короткий термін служби, і негативно впливають на довкілля. Але їх зможуть замінити революційні проточні батареї.
Переважно, коли мова йде про революційні акумулятори, це стосується розробок в лабораторії, або ж нових технологій, які на практиці не випробувані. Проточні батареї, це зовсім інше. Вони мають практично пожиттєвий цикл, майже не піддаються деградації, володіють значною міцністю і майже на 100% придатні для вторинної переробки.
Як працюють проточні батареї
Проточні батареї – це тип електрохімічних елементів, який складається з двох хімічних компонентів, розчинених у рідині, розділених мембраною.
Зарядка і розрядка акумуляторів відбувається шляхом перенесення іонів від одного компонента до іншого через мембрану. Вони накопичують електроенергію в резервуарах з рідким електролітом, який прокачується через електроди для вилучення електронів. Під час періоду зарядки фотоелектричні панелі,
вітрогенератори або енергія з мережі використовується для забезпечення електронами для перезарядки електроліту. Електроліт зберігається в баку протягом усього періоду зберігання. У період розрядки рідкий електроліт прокачується через електроди для вилучення електронів і вироблення електроенергії.
Чому проточні батареї кращі ніж літій-іонні акумулятори
Найбільшою перевагою проточних батарей є можливість зберігання енергії у великих обсягах. Інтерес до них значно зріс зі збільшенням потреб у зберіганні відновлюваних джерел енергії. Батареї великої ємності, які мають гігантські баки з електролітом, здатні зберігати велику кількість електроенергії. Для підвищення її ефективності достатньо зробити більшим резервуар, а електролітичну рідину закачати в "комірковий стек", який містить сепаратор і електроди. Це створює потік над електродами, який забезпечує постійну напругу і дозволяє отримати велику ємність, враховуючи збільшення кількості електролітичної рідини. Батарею можна ефективно адаптувати в залежності від потреб. Це дозволяє їй бути більш компактною і більш ефективною,
аби найкращим чином відповідати будь-якій роботі, яку вона виконує.
Більшість окисно-відновних акумуляторів використовують ванадієву електролітичну рідину (ванадієвий акумулятор або VFB). Поки ця рідина залишається чистою, вона може пройти мільйони життєвих циклів, не втрачаючи жодної своєї ємності. Це пояснюється тим, що процес відновлення і окислення не руйнує рідину і не призводить до утворення шкідливих осадів. Це різко контрастує з літій-іонними батареями, які можуть зробити лише кілька тисяч зарядів, перш ніж втратити значну ємність.
Крім того, ванадій є легкодоступним елементом у багатьох різних мінералах, які легко знайти. Решта батареї складається з однаково доступних матеріалів, що полегшує її збірку і переробку, на відміну від літій-іонних батарей, які потребують таких металів, як кобальт і марганець, щоб функціонувати. Видобуток цих металів не лише завдає шкоди навколишньому середовищу, але також є дуже токсичними. Це ускладнює їх переробку та утилізацію після закінчення терміну служби. Окисно-відновні акумулятори є набагато кращими для навколишнього середовища.
Проточні батареї дешевші
Простота в поєднанні з доступом до матеріалів та легкістю збірки, робить окисно-відновні акумулятори неймовірно дешевими. Зараз літій-іонні батареї коштують в середньому 132 долари за кВт/год., тоді як окисно-водневі можуть коштувати лише 25 доларів за кВт/год.
Літій-іонні акумулятори служать лише від 10 до 20 років, як і мережеві батареї. Після цього їх необхідно замінювати або розширювати, щоб компенсувати падіння ємності. Водночас окисно-відновні акумулятори повинні прослужити більше століття з мінімальним обслуговуванням, що робить їх дешевшими в довгостроковій перспективі.
Стійкість проточних батарей вища
Літій-іонні батареї можуть спалахнути при перевантаженні або перегріванні. Натомість проточні батареї набагато безпечніші в цьому відношенні, в них немає нічого легкозаймистого. Це дозволяє їх розміщувати ближче до цивільного населення без будь-яких побоювань щодо безпеки. Це також могло б підвищити ефективність електромережі шляхом скорочення відстаней між мережевими батареями і споживачами.
Головний мінус проточних батарей
Попри всі вищезазначені плюси,
проточні батареї досі мають одну негативну рису, яка зупиняє від масштабного переходу на цю технологію. Це нижча ефективність у порівнянні з тими ж літій-іонними батареями, які віддають майже 100% енергії. Проточні батареї мають ефективність лише до 85%. Це означає, що сонячна електростанція з ними повинна бути на 15% більшою, ніж з літій-іонними акумуляторами, щоб мати однакову вихідну потужність.
Майбутнє за сонячною енергетикою
Вілл Локет розповідає: «Згідно з недавніми дослідженнями, ретельний підбір місця розташування та проєктування сонячних електростанцій, може дозволити використовувати їх у ролі природних заповідників і навіть сприяти збереженню біорізноманіття. Збільшення сонячних електростанцій на 15% не є проблемою, якщо вони правильно спроєктовані. Крім того, викиди вуглецю від виробництва додаткових панелей повинні бути більш ніж компенсовані шляхом економії вуглецю при використанні проточної батареї. Те ж саме стосується і вартості. Сонячні панелі вже не такі дорогі, тому навіть якщо нам потрібно на 15% більше панелей, збільшення ціни повинно бути меншим, ніж економія витрат на проточну батарею. Сонячна енергія вже є найдешевшою і однією з найнижчих вуглецевих форм енергії, яку ми маємо. Проточні батареї виведуть сонячну енергетику на інший рівень доступності та сталості, це те що нам треба, аби врятувати світ від кліматичної катастрофи. Потрібно щоб кожна країна якомога швидше перейшла на високостійку енергетику. Саме тому вже в найближчому майбутньому проточні батареї у поєднанні із сонячними панелями можуть завоювати світ енергетики та вивести нас на новий рівень».
Джерело: 24tv.ua
