Półstały akumulator przepływowy sposobem na magazynowanie energii odnawialnej
NCBRDuża wydajność i trwałość, a do tego stosunkowo niskie koszty – to najważniejsze parametry, jakimi powinny charakteryzować się technologie magazynowania energii. I takimi właśnie cechami wyróżnia się półstała bateria przepływowa, która została opracowana przez naukowców z MIT.
Coraz prężniej rozwijające się technologie pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł pozwalają z optymizmem patrzeć w przyszłość. Żeby jednak nie groziły nam kryzysy energetyczne związane ze zmiennością dostaw energii wiatrowej i słonecznej, a OZE przynosiły korzyści zarówno środowisku, jak i ludziom, niezbędny jest dalszy rozwój rozwiązań magazynowania pozyskanej energii. Dostępne dziś technologie magazynowania nadwyżki zgromadzonej energii wciąż nie spełniają bowiem stawianych wymagań technologicznych, środowiskowych i ekonomicznych. Niewykluczone więc, że w przyszłości magazyny energii będą wykorzystywać tzw. akumulatory przepływowe.
Akumulatory przepływowe już od jakiegoś czasu przyciągają uwagę naukowców. Wydają się optymalne do roli magazynów energii ze względu na to, że są elastyczne, skalowalne i sporo tańsze niż technologie litowo-jonowe.
W tego typu urządzeniach elektrolit jest przechowywany w dwóch osobnych zbiornikach połączonych z reaktorem. W czasie przepuszczania cieczy przez reaktor dochodzi w nim do reakcji, w następstwie której energia chemiczna zamieniana jest na energię elektryczną. Zwiększanie rozmiarów tych zbiorników, a tym samym ilości elektrolitu pozwala pozwala na zwiększanie pojemności akumulatora.
Zespół naukowców MIT dostrzegł olbrzymi potencjał tej technologii i opracował nowatorski elektrolit, który może znacząco ograniczyć koszty przechowywania energii w porównaniu z technologią wanadowych akumulatorów przepływowych redox. W wyniku przeprowadzonych na szeroką skalę badań naukowych uzyskano gęstą mieszankę, która oferuje pożądane właściwości.
Substancja jest mieszaniną, która zawiera zdyspergowane cząstki dwutlenku manganu (MnO2) i dodatek przewodzący prąd w postaci sadzy. Gdy mieszanina ta jest pompowana ze zbiorników w kierunku membrany, sadza reaguje z roztworem cynku, przekształcając energię chemiczną w energię elektryczną.
Półstały akumulator przepływowy zawierający tę mieszankę został poddany testom wraz z innymi dostępnymi systemami magazynowania energii. Ponieważ wspomniany elektrolit jest dużo gęstszy od wodnych roztworów występujących w konwencjonalnych akumulatorach przepływowych, konieczne jest użycie większej ilości energii do przepompowania go ze zbiorników do membrany. Jednak nawet pomimo tego, ten nowatorski akumulator przepływowy może okazać się strzałem w dziesiątkę.
Naukowcy obliczyli bowiem łączne koszty związane z przechowywaniem energii przez 8, 24 i 72 godziny. Okazało się, że w przypadku przechowywania energii ponad dobę, rozwiązanie to było lepsze niż przepływowy akumulator wanadu redox i akumulator litowo-jonowy.
Przepływowe akumulatory mogą być więc ważnym uzupełnieniem systemów magazynowania energii. Jak podkreślają bowiem autorzy powyższych badań, systemy te mogą bowiem wymagać użycia różnych technologii gromadzenia energii. Technologie litowe np. są optymalne do przechowywania energii w krótkim okresie czasu, ale stają się całkowicie nieopłacalne przy długookresowym przechowywaniu energii. Natomiast technologie wodorowe są drogie w przypadku krótkotrwałego przechowywania energii, ale mogą być opłacalne w długim okresie.
Źródło: MIT
