Ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί άφθονα υλικά όπως υδρογόνο και σίδηρο αντί για λίθιο ή κοβάλτιο
Η Elestor (ολλανδός κατασκευαστής μπαταριών) ανέπτυξε μια επαναστατική μπαταρία ροής υδρογόνου-σιδήρου που φέρεται να θα μπορούσε να τροφοδοτεί τα δίκτυα για δεκαετίες, διατηρώντας παράλληλα σταθερή απόδοση σε δεκάδες χιλιάδες κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης.
Δημοσίευσε μια έκθεση που αξιολογεί την μπαταρία ροής υδρογόνου-σιδήρου υπό συνεχείς, εμπορικά σχετικές συνθήκες. Τα ευρήματα έδειξαν ότι η απόδοση της μπαταρίας παρέμεινε σταθερή. Θα μπορούσε ενδεχομένως να λειτουργήσει για 20-25 χρόνια.
«Το σύστημα συνδυάζει ένα κύκλωμα αερίου υδρογόνου με έναν υδατικό ηλεκτρολύτη με βάση τον σίδηρο, επιτρέποντας ανεξάρτητη κλιμάκωση ισχύος και ενέργειας, ενώ βασίζεται σε άφθονα, χαμηλού κόστους ενεργά υλικά», δήλωσε η εταιρεία.
Μια νέα μπαταρία ισχύος δικτύου
Η μελέτη αξιολόγησε τον τρόπο με τον οποίο το νέο σύστημα αποδίδει υπό συνεχείς συνθήκες λειτουργίας. Οι ερευνητές δοκίμασαν ένα πρωτότυπο κατασκευασμένο με τις αρχές που προορίζονται για βιομηχανική ανάπτυξη.
Σε αντίθεση με τις συμβατικές μπαταρίες, οι μπαταρίες ροής διαχωρίζουν την αποθήκευση ισχύος και ενέργειας.
Στο σύστημα της Elestor, η ηλεκτροχημική στοίβα καθορίζει την ισχύ εξόδου της. Η ποσότητα της αποθηκευμένης ενέργειας εξαρτάται από το μέγεθος των εξωτερικών δεξαμενών ηλεκτρολυτών.
Η μπαταρία χρησιμοποιεί αέριο υδρογόνο στην άνοδο και ένα ηλεκτρόδιο διαλυμένου άλατος σιδήρου στην κάθοδο. Αποθηκεύει και απελευθερώνει ηλεκτρική ενέργεια μέσω μιας αναστρέψιμης ηλεκτροχημικής αντίδρασης που περιλαμβάνει ιόντα σιδήρου και σιδήρου.
Το ηλεκτρόδιο βασίζεται στο νερό και σε ευρέως διαθέσιμα υλικά. Αυτό βοηθά στην αποφυγή προκλήσεων στην αλυσίδα εφοδιασμού που συνδέονται με τις μπαταρίες λιθίου, κοβαλτίου ή βαναδίου. Καθώς η ανθεκτικότητα είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες για την αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο, η ομάδα χρησιμοποίησε μια στοίβα κυψελών μεγάλου μεγέθους.
Η εγκατάσταση περιελάμβανε μια άνοδο τροφοδοτούμενη με υδρογόνο, μια μεμβράνη που αγώγιμα πρωτόνια και μια κάθοδο με βάση τον άνθρακα για αντιδράσεις οξειδοαναγωγής σιδήρου. Ένας όξινος υδατικός ηλεκτρολύτης που περιείχε άλατα σιδήρου κυκλοφορούσε συνεχώς στο σύστημα κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
Σύμφωνα με την εταιρεία, τα πειράματα διεξήχθησαν σε υψηλές θερμοκρασίες και σταθερές πυκνότητες ρεύματος για να αντικατοπτρίζουν την πραγματική βιομηχανική λειτουργία. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου παρακολούθησαν την ηλεκτροχημική απόδοση και κατέγραψαν λειτουργικά δεδομένα.
Δοκιμή ανθεκτικότητας μπαταρίας – Αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι η μπαταρία διατήρησε σταθερή απόδοση σε δεκάδες χιλιάδες κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης. Επιπλέον, πέτυχε ενεργειακή απόδοση άνω του 80%, με απόδοση μετ' επιστροφής που ξεπερνούσε το 75% σε επίπεδο συστήματος.
Επιπλέον, η ομάδα δεν παρατήρησε καμία δομική υποβάθμιση στον ηλεκτροχημικό πυρήνα κατά τη διάρκεια της περιόδου δοκιμής. Η περιοδική προετοιμασία αποκατέστησε την μπαταρία σε βέλτιστη απόδοση. Αυτές οι προσαρμογές περιελάμβαναν λειτουργικές αλλαγές αντί για αντικατάσταση υλικού.
Ταυτόχρονα, σύντομες περίοδοι ανάπαυσης κατά τη διάρκεια των δοκιμών μείωσαν επίσης την εσωτερική αντίσταση εντός των κυψελών. Αυτό έδειξε ότι τα υλικά υφίστανται αναστρέψιμη εξισορρόπηση κατά τη λειτουργία.
Με βάση την έκθεση, η εταιρεία εκτίμησε ότι οι μπαταρίες ροής υδρογόνου-σιδήρου θα μπορούσαν να λειτουργήσουν για έως και 25 χρόνια σε εφαρμογές δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την οικονομία αποθήκευσης ενέργειας μειώνοντας το κόστος αντικατάστασης και επεκτείνοντας την απόδοση της επένδυσης.
www.worldenergynews.gr
