211service.com
Goedkope batterijen voor back-up hernieuwbare energie
Investeerders hebben onlangs $ 15 miljoen geïnvesteerd om het opstarten van batterijen te financieren EOS Energieopslag , een bedrijf dat zegt dat zijn batterijen uiteindelijk kunnen concurreren met aardgascentrales om stroom te leveren in tijden van piekvraag.
Goedkoop: EOS werkt aan een batterij op basis van goedkope materialen als water, zink en lucht. Als dit lukt, kan het resultaat een zegen zijn voor de sector van de hernieuwbare energie.
Goedkope energieopslag wordt steeds belangrijker naarmate er meer windturbines en zonnepanelen aan het net worden toegevoegd. Als hernieuwbare energie de fossiele brandstoffen moet vervangen die de stroomvoorziening domineren en als back-up dienen voor windturbines en zonnepanelen, zullen zeer grootschalige, goedkope batterijen nodig zijn, zoals de batterijen die EOS aan het ontwikkelen is (zie Windturbines, Batterij inbegrepen, Can Keep Power) Bevoorrading stabiel, batterij zou een goedkope manier kunnen zijn om zonne-energie op te slaan, en een oplossing voor intermitterende zonne-energie).
EOS probeert een type batterij op de markt te brengen dat is gebaseerd op goedkope materialen: water, zink en lucht (zie Startup belooft een revolutionaire gridbatterij en jaren in de maak, veelbelovende oplaadbare metaal-luchtbatterijen op de markt). Dergelijke batterijen - waarbij zink reageert met zuurstof in de lucht om elektriciteit op te wekken - bestaan al heel lang, maar het was moeilijk om ze oplaadbaar te maken. Elektroden verslechteren bijvoorbeeld, en de batterijen zijn inherent inefficiënt vanwege het verschil in spanningsniveaus bij het opladen en ontladen - ze verspillen bijna de helft van de energie die nodig is om ze op te laden.
EOS heeft deze problemen op een aantal manieren aangepakt. Het maakt gebruik van een licht zuur elektrolyt op waterbasis dat vervormingen van de zinkelektrode helpt voorkomen die de batterij kunnen beschadigen.
Het bedrijf vult de zink-zuurstofreactie ook aan met reacties tussen zink en een mengsel van maximaal zes andere materialen (het zal niet het type verbindingen identificeren). De andere reacties helpen het verschil tussen laad- en ontlaadspanningen te verkleinen, waardoor de efficiëntie van 60 procent naar bijna 75 procent wordt verbeterd. Het mengsel van reacties maakt de batterij moeilijker te bedienen, maar George Adamson , vice-president van R&D, zegt dat de huidige software voor batterijbeheer deze taak aankan.
Het besluit om gebruik te maken van deze extra reacties was het gevolg van een beetje serendipiteit. Onzuiverheden veroorzaakten ongewenste nevenreacties in de originele zink-lucht-prototypes. Maar toen merkten de onderzoekers de gunstige invloed op de spanning. Toen we ons dat realiseerden, zegt Adamson, zijn we expres op zoek gegaan naar meerdere combinaties van reacties.
EOS heeft een prototype van twee kilowatt gebouwd. Uiteindelijk zullen de batterijen worden verpakt in een verzendcontainer om batterijen van één megawatt te maken die zes megawattuur elektriciteit kunnen opslaan, genoeg om een typisch Amerikaans huis zes maanden van stroom te voorzien. Het is van plan om tegen het einde van het jaar of begin volgend jaar een proeffabriek te bouwen en tegen eind 2014 te beginnen met het maken van full-size batterijen van één megawatt.
EOS wil batterijen produceren die slechts $ 160 per kilowattuur kosten en 30 jaar meegaan. De huidige goedkope batterijen zouden al na een paar jaar gebruik kapot gaan. Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft een doel gesteld voor batterijen van $ 100 per kilowattuur die 5.000 keer kunnen worden opgeladen met een efficiëntie van 80 procent, en zegt dat batterijen op dat moment op grote schaal kunnen worden gebruikt voor rasteropslag. EOS zegt dat zijn batterijen 10.000 oplaadbeurten mee kunnen gaan, wat de hogere initiële kosten en lagere efficiëntie van zijn batterijen zou kunnen compenseren.
Maar het bedrijf heeft zijn doelen nog niet bereikt. Het zegt dat het ruim binnen de $ 300 per kilowattuur ligt. EOS heeft de meest recente iteratie van zijn batterijcellen meer dan 1000 keer volledig opgeladen en ontladen, en de batterijen hebben tot nu toe 90 procent van hun capaciteit behouden. Normaal gesproken zijn batterijen ontworpen om 80 procent van hun capaciteit te behouden aan het einde van hun levensduur, dus het huidige snelheidsverlies is te snel voor een batterij met 10.000 cycli.
Maar, zegt Adamson, een groot deel van het capaciteitsverlies is het gevolg van te lage elektrolytniveaus. In één experiment herstelde het aanvullen van de batterijen de capaciteit van 80 procent naar 96 procent van de oorspronkelijke capaciteit. Gefabriceerde batterijen zullen worden geleverd met een mechanisme voor het automatisch bijvullen van de elektrolyt, wat de duurzaamheid van het systeem zou kunnen verbeteren.
EOS zegt samen te werken met zeven nutsbedrijven om de batterij te testen en te ontwerpen volgens de prestatiespecificaties die ze nodig hebben - het zal de partners in de komende weken bekendmaken.