211service.com
Een batterij gemaakt van ijzer kan de economie van zonne- en windenergie verbeteren
In een kleine zonne-energiecentrale in de buurt van Modesto, in de Californische Central Valley, startte een startup genaamd Enervault heeft onlangs batterijtechnologie onthuld die de hoeveelheid hernieuwbare energie die nutsbedrijven kunnen gebruiken, zou kunnen vergroten. De technologie is gebaseerd op goedkope materialen die onderzoekers grotendeels hadden opgegeven omdat batterijen die ervan waren gemaakt niet lang genoeg meegingen om praktisch te zijn. Maar het bedrijf zegt dat het heeft uitgevonden hoe de batterijen tientallen jaren mee kunnen gaan.
Batterijen inbegrepen : Grote tanks met energieopslagmaterialen van ijzer, chroom en water vormen een belangrijk onderdeel van een nieuwe, mogelijk goedkope batterij.
De technologie wordt gedemonstreerd in een grote batterij die één megawattuur elektriciteit opslaat, genoeg om 10.000 gloeilampen van 100 watt een uur lang te laten branden. Enervault zegt dat zijn batterijen kunnen concurreren met de goedkoopste vorm van elektriciteitsopslag die tegenwoordig beschikbaar is: water op een heuvel pompen zodat het turbines kan laten draaien terwijl het terugstroomt, wat alleen op bepaalde locaties mogelijk is. Het bedrijf test al ongeveer twee jaar een vergelijkbare, maar veel kleinere versie van de technologie met goede resultaten. Het heeft $ 30 miljoen aan financiering opgehaald, inclusief een subsidie van $ 5 miljoen van het Amerikaanse ministerie van Energie.
De batterijen zijn bijzonder geschikt voor het opslaan van grote hoeveelheden energie, zoals uren aan output van een windpark of zonne-installatie. Daarmee kunnen ze een groot probleem met hernieuwbare energie helpen oplossen: soms wekken ze elektriciteit op wanneer er niet veel nodig is, zoals in de vroege ochtenduren of op koele, zonnige weekenddagen.
De technologie is een soort stroombatterij, zo genoemd omdat de energieopslagmaterialen in vloeibare vorm zijn. Ze worden opgeslagen in grote tanks totdat ze nodig zijn; dan worden ze door een relatief klein apparaat gepompt, een stapel genaamd, waar ze samenwerken om elektriciteit op te wekken. Het bouwen van grotere tanks is relatief goedkoop, dus hoe meer energieopslag nodig is, hoe beter de economie wordt. Dat betekent dat de batterijen het meest geschikt zijn voor het opslaan van uren of dagen aan elektriciteit, en niet voor het leveren van snelle bursts.
Enervaults specifieke versie van de technologie maakt gebruik van water, chroom en ijzer: goedkope, veilige materialen die in de jaren zeventig in batterijen waren uitgeprobeerd. Maar ongewenste chemische reacties, zoals het vrijkomen van waterstof, zorgden ervoor dat ze degradeerden, waardoor ze minder energie konden opslaan.
Door te bewijzen dat de ongewenste reacties omkeerbaar zijn, hebben we de problemen met de ijzer-chroomchemie opgelost, zegt Jim Pape, CEO van Enervault. Het bedrijf zegt dat de materialen voor energieopslag meer dan 20 jaar meegaan.
Een belangrijk nadeel van de technologie is dat deze minder dan 70 procent efficiënt is: 30 procent van de elektriciteit die wordt gebruikt om de batterij op te laden, gaat verloren (veel batterijen zijn beter dan 90 procent efficiënt). Het bedrijf zegt dat de economie nog steeds werkt, maar zo'n verkwistende batterij is misschien niet ideaal voor grootschalige hernieuwbare energie. Er zouden meer zonnepanelen moeten worden geplaatst om het afval op te vangen.
Enervault zegt dat wanneer de batterijen commercieel worden geproduceerd in nog grotere maten dan het huidige demonstratiemodel, ze slechts een vijfde zoveel zullen kosten als vanadium redox-flow-batterijen, die op grote schaal zijn aangetoond en waarschijnlijk het type flow-batterij zijn dat het dichtst in de buurt komt van markt nu. Onderzoekers van Harvard hebben onlangs een stroombatterij gemaakt die goedkoper zou kunnen zijn dan die van Enervault, maar het prototype is klein en het kan vele jaren duren voordat het een verkoopbare versie wordt (zie Nieuw batterijmateriaal kan wind- en zonne-energie helpen groot te worden). Een MIT-spin-off, Zon Catalytix , ontwikkelt ook een geavanceerde stroombatterij, maar het prototype is ook klein (zie Startup pronkt met zijn goedkopere netwerkbatterij ). Er worden andere soorten goedkope batterijen met een lange levensduur ontwikkeld, waarbij gebruik wordt gemaakt van materialen zoals gesmolten metalen (zie Ambri Funding Influx suggereert een nieuwe dag voor netbatterijen).
De markt voor batterijen die zijn ontworpen om urenlang elektriciteit op te slaan, is nog onzeker. Een combinatie van geavanceerde weersvoorspellingen, responsieve elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen, betere transmissienetwerken en slimme controles voor wind- en zonne-energie zou de behoefte daaraan kunnen vertragen (zie Slimme wind- en zonne-energie). Californië eist van zijn nutsbedrijven dat ze investeren in energieopslag, maar heeft niet gespecificeerd welk type, en het is niet duidelijk welke soorten batterijen op korte termijn het meest waardevol zullen blijken - langzaam opladende batterijen zoals die van Enervault of batterijen die snellere stroomstoten leveren aan kortetermijnvariaties in de energievoorziening te compenseren. Tesla Motors, een bedrijf dat het laatste type ontwikkelt, hoopt ze betaalbaar te maken door ze in een enorme fabriek te produceren (zie Tesla-plannen om volgende maand zijn gigafabriek te bouwen).