211service.com
Beyond Lithium Ion: ARPA-E plaatst weddenschappen op nieuwe energieopslag
Het is te vroeg om te zeggen of het ARPA-E-bureau van het Department of Energy een technologische thuisvlucht heeft bereikt, maar het onderzoek dat het financiert, is de moeite waard om nauwlettend te volgen.
ARPA-E heeft gisteren $ 130 miljoen aangekondigd voor 66 subsidies die het potentieel hebben voor transformationele verandering in energie. Er staan inderdaad enkele gewaagde ideeën op de lijst, zoals windturbines van stof en een onder water oscillerende vleugel die energie haalt uit getijden en rivieren. In een verschuiving dit jaar zijn veel projecten gericht op het gebruik van het overvloedige aardgas in de VS (Zie volledige lijst hier en de keuze van opvallende projecten van Kevin Bullis hier).
Maar net als bij eerdere subsidieprogramma's staat energieopslag hoog op de ARPA-E-prioriteitenlijst, met ongeveer 20 projecten die op dit gebied worden gefinancierd, waarvan sommige slechts een half miljoen dollar. Het bedrijf dat de grootste subsidie ontving, is PolyPlus Battery Company, dat deze zomer ook $ 9 miljoen ontving van het Advanced Manufacturing Office van de DOE. Het ARPA-E-geld, dat voor zowel PolyPlus Battery als Johnson Controls is, is om een waterige oplaadbare lithium-zwavelbatterij te ontwikkelen die een betere energiedichtheid belooft dan de huidige lithium-ionbatterijen.
Het sleutelwoord daar is waterig, zegt onderzoeksmedewerker Thomas Conry van PolyPlus Battery. In de afgelopen 30 jaar zijn traditionele niet-waterige Li-S-batterijen vastgelopen in het laboratorium, niet in staat om over te gaan naar de commerciële realiteit. PolyPlus heeft doorbraken in de chemie gehad die veel van de hindernissen hebben opgelost.
Het bedrijf ontwikkelt eerst een lithium-zeewaterbatterij en oplaadbare lithium-luchtbatterijen. De sleutel tot al zijn geplande batterijen is een keramisch membraan dat ondoordringbaar is voor water en lithiumionen doorlaat. De productiesubsidie is gericht op methoden om die en andere componenten op grote schaal te produceren, zegt Conry. (Zie je, heb je een doorbraak in de batterij? Je hebt vrienden nodig in de productie.)
Een ander bedrijf, Vorbeck Materials, ontving een subsidie van $ 1,5 miljoen voor een lithiumzwavelbatterij die de energiedichtheid en oplaadtijd van de huidige batterijen zou verbeteren. Sharp Laboratories of America heeft ondertussen $ 2,9 miljoen gekregen voor een natriumionbatterij waarvan het hoopt dat het de kosten van rasteropslag drastisch zal verlagen.
Ook waren er subsidies voor brandstofcellen, flowbatterijen en WKO-onderzoek. Zo kreeg NREL subsidie om een systeem te ontwikkelen om met thermo-elektrische materialen warmte uit geconcentreerd zonlicht om te zetten in elektriciteit. Doorgaans zijn ARPA-E-projecten, die een hoog risico lopen, erop gericht om binnen twee of drie jaar een prototype te produceren, in de hoop dat een product dan op de markt kan worden gebracht.
Het is algemeen bekend dat innovaties op het gebied van energieopslag en batterijen jaren in beslag nemen (Zie Toyota Plugs Away at the Next-Gen Electric-Car Battery). En zoals de meeste energie-ondernemers u zullen vertellen, is het een moeilijk voorstel om startkapitaal te krijgen voor alles wat met nieuwe vormen van energieopslag te maken heeft, gezien de lange ontwikkelingstijden en -kosten. In die zin is het subsidiegeld van ARPA-E - een van de weinige energieprogramma's van de overheid die over het algemeen door twee partijen wordt ondersteund - van vitaal belang om te onderzoeken welke opslagtechnologieën het potentieel hebben om de producten van vandaag tot een succes te maken.