В 10 раз дешевле и надежнее: в США проектируют новую сетевую батарею на замену литию

Американская компания Form Energy, чей офис находится в Бостоне, запустила пилотный проект по созданию новой сетевой аккумуляторной батареи.

Как сообщает New Atlas, в таких железно-воздушных батареях планируется хранить до 100 киловатт-часов, а их эксплуатация будет обходиться в десять раз дешевле, чем эксплуатация ферм литиевых батарей.

В материале отмечается, что сегодня мир находится в процессе длительного и трудоемкого перехода на возобновляемые источники энергии. Добывают электричество при помощи солнечного света и ветра, причем стало возможным производить добычу в те временные отрезки, когда есть соответствующая необходимость, а в остальное время делать паузу. Потому актуальный вопрос сегодня — создание буферных сооружений, где добытая энергия будет храниться по мере необходимости.

В авангарде производства таких буферных зон стала компания Tesla, принадлежащая бизнесмену Илону Маску. В 2017 году она построила в Южной Австралии самую большую в мире батарею. Помимо того, что проект оправдал себя коммерчески, он положил начало работе над созданием множества похожих батарей по всему миру. Однако создана она была из лития, а этот материал, как известно, является весьма проблемным. Такие батареи быстро изнашиваются и подходят в большей степени для быстрого питания, а не для долгосрочного хранения.

Помимо этого, большинство литиевых батарей производит Китай, и США видит в этом угрозу экономической безопасности, учитывая планы многих государств достичь нулевого выброса углерода к 2050 году.

Form Energy предлагает альтернативу литию в виде железно-воздушной батареи, не требующую больших затрат, потому как использовать планируют доступные и распространенные материалы.

Железо-воздушные батареи, по сути, работают, инициируя и обращая вспять процесс коррозии. Железо соединяется с кислородом, выделяя энергию в разрядном цикле, а затем, когда энергия применяется к образовавшейся ржавчине, она снова превращается в железо и выделяет свой кислород. Эта технология не применялась в течение многих десятилетий из-за гидролиза, снижающего эффективность батареи вдвое, пока данную проблему не решили в 2012 году.

Form еще не поделилась данными касательно эффективности своих устройств, но известно, что в батареях используется гигантский железный анод, который, по словам компании, является самым большим анодом из когда-либо созданных. Элементы размером около квадратного метра вставлены в аккумуляторные модули размером со стиральную машину, залитые жидким электролитом, и их можно массово выкатывать в установках, обеспечивающих от 1 до 3 мегаватт непрерывной мощности на акр.

Компания заявляет, что ее решение будет хорошо работать вместе с большими литиевыми батареями; по-видимому, литий может быть использован для быстрого разряда, обеспечивающего сглаживание скачков нагрузки, а железно-воздушные батареи будут предлагать более медленное энергетическое решение, когда возобновляемые источники энергии не обеспечивают достаточную мощность для питания сети. Еще одно преимущество такой системы заключается в том, что все материалы пригодны для вторичной переработки.

Form Energy уже собрала более $300 млн на коммерциализацию системы.

Напомним, что исследовательская группа из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США разработала особенную конструкцию литий-металлической батареи, которая делает ее более износостойкой. Литий-металлическая батарея нового типа сохраняет работоспособность в течение рекордного количества циклов зарядки.

В то же время Исследователи из Научно-технологический университет имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) разработали метод извлечения лития высокой чистоты из морской воды. Добыча 1 кг лития обойдется всего в 5 долларов.