Пристрої, відомі як проточні батареї, привертають велику увагу вчених, які шукають доступні рішення для зберігання енергії в масштабі мережі, але чи вони доступні? Команда з Массачусетського технологічного інституту вважає, що в цьому напрямку є можливості для поліпшення, і розробила новий електродний матеріал, схожий на м'яке морозиво, який, на їхню думку, можна інтегрувати в напівтверду батарею для недорогого зберігання відновлюваної енергії.
Акумулятори Flow - особливо приваблива пропозиція, коли справа доходить до зберігання відновлюваної енергії, оскільки вони гнучкі, масштабовані і набагато дешевші за літій-іонні. Ці пристрої зберігають свою енергію в рідині, що міститься у двох резервуарах, збираючи або вивільняючи її, коли рідини пропускають іони через спеціальну мембрану, яка перетворює хімічну енергію на електрику.
Оскільки ємність системи можна збільшити, просто збільшивши розмір резервуарів і, отже, кількість рідкого електроліту, яку можуть утримувати, проточні батареї можуть запропонувати спосіб зберігання величезної кількості відновлюваної енергії за відносно низькою ціною.
На їхню користь також працює те, що вони можуть зберігати цю енергію потенційно місяцями, заповнюючи неминучі прогалини у переривчастому енергопостачанні, що забезпечується сонячною та вітровою енергією.
Дослідники Массачусетського технологічного інституту мали на меті розробити та побудувати більш доступну форму проточної батареї, в якій не використовуватиметься ванадій. Команда провела експерименти в лабораторії у пошуках більш доступного електричного провідника. Нарешті зупинились на рецепті рідкої суміші з консистенцією, подібною до патоки, яка, має бажані властивості.
Виграшна формула з текстурою, схожою на м’яке морозиво, складається з густої чорної суміші, що містить частинки дисперсного двоокису марганцю (MnO2) з електропровідною добавкою сажі. Коли суміш перекачується з резервуарів до мембрани, сажа вступає в реакцію з електропровідним розчином цинку, щоб ефективно перетворювати хімічну енергію в електрику.
Напівтверда батарея з цією сумішшю була випробувана разом з іншими системами накопичення енергії, і вчені порівняли їх з точки зору експлуатаційних витрат.
Оскільки замість водянистих розчинів у звичайних проточних батареях використовується суміш, схожа на суспензію, для її перекачування з резервуара до мембрани потрібно більше енергії. Але навіть враховуючи це, вчені кажуть, що нова напівтверда батарея працювала добре.
Вони підрахували капітальні витрати на його роботу протягом восьми, 24 і 72 годин і виявили, що для будь-якого зберігання, яке триває більше доби, конструкція перевершує ванадієву окислювально-відновну батарею та літій-іонну батарею.
«Ми провели комплексний аналіз знизу вгору, щоб зрозуміти, як склад батареї впливає на продуктивність та вартість, враховуючи всі компроміси», — говорить автор дослідження Танір Малай Нараянан. «Ми показали, що наша система може бути дешевшою, ніж інші, і її можна масштабувати».
Вчені зазначають, що для масового переходу на відновлювані джерела енергії потрібно багато технологій зберігання. Для різних сценаріїв можуть бути потрібні різні рішення, при цьому літій пропонує хороший варіант резервного копіювання протягом восьми годин або менше, але є дорогим на більш тривалий термін. А водень коштує дорого для короткострокового зберігання, але може бути рентабельним протягом певного часу. Команда планує продовжити розробку нової системи батарей, щоб побачити, де вона може посісти місце у цій лінійці.
"Наша робота демонструє, що напівтверді проточні батареї можуть бути рятівним, а також економічним варіантом, коли ці джерела VRE не можуть генерувати енергію протягом дня або довше - наприклад, у разі стихійних лих", - каже Емре Генчер, науковий співробітник MIT Energy Initiative та член команди.
Джерело newatlas.com
