Америчка стартап компанија Form Energy пре неколико месеци објавила је да ради на батеријама заснованим на реверзибилном рђању, такозваним гвожђе-ваздух батеријама.
Такве батерије, насупрот данас широко коришћених литијум-јонских, требало би да буду значајно јефтиније. Само гвожђе је распрострањеније и индустријски једноставније за екстракцију од литијума, што значи и драстично ниже трошкове.
Циљ овог амбициозног, свега четири године старог америчког стартапа је коришћење њихових батерија за дугорочно складиштење електричне енергије, конкретно за потребе функционисања електричне мреже.
Једна од највећих препрека у процесу преласка са фосилних горива на обновљиве изворе енергије је периодичност употребљивости енергије коју обновљиви извори пружају.
Илустративан је пример соларне енергије која, за разлику од сагоревања фосилних горива, услед смењивања дана и ноћи, није у стању да обезбеди константно опскрбљивање електричне мреже. Потребан је начин да се вишак електричне енергије која се произведе током дана ускладишти и да буде доступан током ноћи.
Због тога је проналазак поуздане технологије дугорочног складиштења енергије од пресудног значаја за широку употребу обновљивих извора, односно укидање термоелектрана и смањење емисија угљен-диоксида.
Како функционишу гвожђе-ваздух батерије?
Многе компаније и научне установе имају мноштво предлога технологија, али у компанији Form Energy уверени су да је решење које они користе оно право. Употреба данас нашироко коришћених литијум – јонских батерија у сврху дугорочног складиштења енергије у будућности нема смисла, због невероватно велике количине потребних батерија, као и због еколошке неподобности литијума.
Зато људи из компаније Form Energy воле нагласити како њихово решење користи нашироко доступне ресурсе: гвожђе, воду и ваздух.
Технологија гвожђе-ваздух батерија, као подврста метал-ваздух батерија, позната је као концепт још од седамдесетих, али није комерцијализована.
Предложена технологија заснива се на реакцији гвожђа са кисеоником из ваздуха при пражњењу батерије, при чему се гради гвожђе(III)оксид, односно рђа.
Тада гвожђе мењајући своје оксидационо стање отпушта електроне. Са друге стране, при пуњењу батерије, електрична енергија се претвара у хемијску тако што се под дејством електричне струје дешава супротна реакција при којој у процесу редукције од рђе настаје елементарно гвожђе, а ослобађа се кисеоник.
Дизајн батерије је такав да њену ћелију чине електрода од гвожђа, затим такозвана ваздушна електрода, као и електролит постављен између њих.
При процесу пражњења, систем увлачи ваздух из кога потиче потребан кисеоник, а при процесу пуњења батерије систем избацује ваздух, обогаћен ослобођеним кисеоником.
Додатна добра страна примене ове технологије је што ослобођени ваздух буде у одређеној мери чистији него онај увучени од стране система.
Батерије се састоје од десет до двадесет описаних ћелија и величине су машине за прање веша.
Систем се састоји од више хиљада оваквих батерија спакованих у кућиште које их штити од спољне средине. Величина система, односно количина употребљених батерија може да варира у зависности од потреба.
Капацитет складиштења система који заузима мало мање од пола хектара земиљишта, отприлике је такав да је, у својој гушћој конфигурацији паковања батерија, у стању да складишти око више од 3 мегавата електричне енергије.
Извршни директор компаније, Матео Харамиљо, бивши је запосленик Тесле, где је радио на развоју њихових система за складиштење енергије који у пару са соларним крововима чине основу за дом будућности. У улози главног научног референта, у компанији присутан је и Јет-Минг Чианг, стручњак са МИТ-а.
Избор технологије реверзибилног рђања као основе за њихов дизајн система за дугорочно складиштење, резултат је тимског систематичног прегледа свих до сада познатих потенцијалних решења ове проблематике.
Чињеница да нису измишљали нову технологију већ само изабрали ону постојећу која највише обећава и оптимизовали је, омогућила им је да у само четири године представе функционално решење.
Томе је допринела и куповина интелектуалне својине и постројења угашене компаније Fluidic Energy која се бавила цинк-ваздух батеријама.
У интервјуу за портал CleanTechnica Jaramillo тврди да су њихови системи у стању да континуално опскрбљују мрежу током 100 сати и дуже, што их ставља у ранг са постројењима заснованим на фосилним горивима, а не другим батеријским решењима.
Jaramillo напомиње да би цена батерија на којима раде могла бити десетоструко мања од цене од литијум-јонских батерија. То појефтињење пре свега произилази из стоструко мање набавне цене сировине гвожђа, наспрам сировине литијума.
Примера ради, цена тоне сировине литијума (у облику литијум-карбоната), износи више од 10.000 долара, а цена тоне сировине гвожђа око 100 долара.
Такође, гвожђе је, за разлику од литијума, распрострањено на свим деловима Земљине кугле, што не само да се одражава на набавну цену сировине, него и поједностављује цео процес производње батерија.
Као додатни подстицај за промовисање прихватања њиховог решења за складиштење енергије, компанија је развила и потпуно нов софтверски алат за моделовање електричних мрежа.
С обзиром на то да је за њихове системе гвожђе кључни састојак, компаније из челичне индустрије веома су заинтересоване за имплементацију оваквог решења.
Није чудно да је компанија ArcelorMittal, гигант у свету рударења гвожђа и производње челика инвестирала 25 милиона долара у Form Energy у јулу ове године и тиме била највећи инвеститор у оквиру рунде групног инвестирања која је комплетирана у августу приликом које је прикупљено 240 милиона долара.
Међу инвеститорима у Form Energy нашао се и чувени Breakthrough Energy, основан од стране Била Гејтса, баш у сврху подстицања иновативних решења у борби против климатских промена.
Прва прилика за правдање инвестиција и почетак имплементације ове технологије је градња система за складиштење енергије за електродистрибуционог оператера Great River Energy у Минесоти, са роком до 2023. године.
Тај пројекат треба да има улогу доказа функционалности и постављања примера могућности дугорочнијег складиштења енергије, насупрот данас коришћеног краткотрајног.
Gugl kupio poslovnu zgradu u centru Londona za 1,0 milijardu dolara
Преузмите андроид апликацију.
