Ένας νέος τύπος μπαταρίας κατασκευασμένος από ηλεκτρικά αγώγιμα πολυμερή - βασικά πλαστικό - θα μπορούσε να βοηθήσει να γίνει η αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο φθηνότερη και πιο ανθεκτική, επιτρέποντας τη μεγαλύτερη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Οι μπαταρίες, που κατασκευάζονται από νεοσύστατη εταιρεία με έδρα τη ΒοστώνηΠολυτζάουλ, θα μπορούσε να προσφέρει μια λιγότερο ακριβή και μεγαλύτερης διάρκειας εναλλακτική λύση σε σχέση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας από διαλείπουσες πηγές όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια.
Η εταιρεία αποκαλύπτει τώρα τα πρώτα της προϊόντα. Η PolyJoule έχει κατασκευάσει πάνω από 18.000 κυψέλες και έχει εγκαταστήσει ένα μικρό πιλοτικό έργο χρησιμοποιώντας φθηνά, ευρέως διαθέσιμα υλικά.
Τα αγώγιμα πολυμερή που χρησιμοποιεί η PolyJoule στα ηλεκτρόδια των μπαταριών της αντικαθιστούν το λίθιο και τον μόλυβδο που συνήθως βρίσκονται στις μπαταρίες. Χρησιμοποιώντας υλικά που μπορούν εύκολα να δημιουργηθούν με ευρέως διαθέσιμα βιομηχανικά χημικά, η PolyJoule αποφεύγει τοσυμπίεση της προσφοράςυλικά επένδυσης όπως το λίθιο.
Το PolyJoule ξεκίνησε από τους καθηγητές του MIT, Tim Swager και Ian Hunter, οι οποίοι διαπίστωσαν ότι τα αγώγιμα πολυμερή πληρούσαν ορισμένες βασικές προϋποθέσεις για την αποθήκευση ενέργειας. Μπορούν να διατηρούν φορτίο για μεγάλο χρονικό διάστημα και να φορτίζουν γρήγορα. Είναι επίσης αποτελεσματικά, που σημαίνει ότι αποθηκεύουν ένα μεγάλο κλάσμα της ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει σε αυτά. Όντας πλαστικά, τα υλικά είναι επίσης σχετικά φθηνά στην παραγωγή και ανθεκτικά, αντέχοντας τη διόγκωση και τη συστολή που συμβαίνουν σε μια μπαταρία καθώς φορτίζει και αποφορτίζεται.
Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναιενεργειακή πυκνότηταΟι μπαταρίες είναι δύο έως πέντε φορές μεγαλύτερες από ένα σύστημα ιόντων λιθίου παρόμοιας χωρητικότητας, επομένως η εταιρεία αποφάσισε ότι η τεχνολογία της θα ήταν καταλληλότερη για σταθερές εφαρμογές όπως η αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο παρά σε ηλεκτρονικά είδη ή αυτοκίνητα, λέει ο Διευθύνων Σύμβουλος της PolyJoule, Eli Paster.
Αλλά σε αντίθεση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται τώρα για αυτόν τον σκοπό, τα συστήματα της PolyJoule δεν απαιτούν κανένα ενεργό σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας για να βεβαιωθούν ότι δεν θα υπερθερμανθούν ή δεν θα πιάσουν φωτιά, προσθέτει. «Θέλουμε να κατασκευάσουμε μια πραγματικά στιβαρή, χαμηλού κόστους μπαταρία που να πηγαίνει παντού. Μπορείτε να την τοποθετήσετε οπουδήποτε και δεν χρειάζεται να ανησυχείτε», λέει ο Paster.
Τα αγώγιμα πολυμερή θα μπορούσαν να καταλήξουν να αποτελούν σημαντικό παράγοντα στην αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο, αλλά το αν αυτό θα συμβεί πιθανότατα θα εξαρτηθεί από το πόσο γρήγορα μια εταιρεία μπορεί να κλιμακώσει την τεχνολογία της και, κυρίως, από το πόσο κοστίζουν οι μπαταρίες, λέει η Susan Babinec, η οποία ηγείται του προγράμματος αποθήκευσης ενέργειας στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne.
Μερικοίέρευναυποδεικνύει τα 20 δολάρια ανά κιλοβατώρα αποθήκευσης ως μακροπρόθεσμο στόχο που θα μας βοηθούσε να επιτύχουμε την υιοθέτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κατά 100%. Είναι ένα ορόσημο που άλλες εναλλακτικές λύσειςμπαταρίες αποθήκευσης δικτύουεπικεντρώνονται. Η Form Energy, η οποία παράγει μπαταρίες σιδήρου-αέρα, λέει ότι μπορεί να επιτύχει αυτόν τον στόχο τις επόμενες δεκαετίες.
Το PolyJoule ενδέχεται να μην είναι σε θέση να λάβει κόστητόσο χαμηλό, αναγνωρίζει ο Paster. Αυτή τη στιγμή στοχεύει στα 65 δολάρια ανά κιλοβατώρα αποθήκευσης για τα συστήματά του, με το σκεπτικό ότι οι βιομηχανικοί πελάτες και οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να είναι πρόθυμοι να πληρώσουν αυτήν την τιμή, επειδή τα προϊόντα θα πρέπει να διαρκούν περισσότερο και να είναι ευκολότερα και φθηνότερα στη συντήρηση.
Μέχρι στιγμής, λέει ο Paster, η εταιρεία έχει επικεντρωθεί στην ανάπτυξη μιας τεχνολογίας που είναι απλή στην κατασκευή. Χρησιμοποιεί χημεία κατασκευής με βάση το νερό και εμπορικά διαθέσιμα μηχανήματα για τη συναρμολόγηση των στοιχείων των μπαταριών της, επομένως δεν χρειάζεται τις εξειδικευμένες συνθήκες που απαιτούνται μερικές φορές στην κατασκευή μπαταριών.
Δεν είναι ακόμη σαφές ποια χημεία μπαταριών θα επικρατήσει στην αποθήκευση στο δίκτυο. Αλλά τα πλαστικά του PolyJoule σημαίνουν ότι έχει αναδυθεί μια νέα επιλογή.
Ώρα δημοσίευσης: 22 Απριλίου 2022