Батареи из жидких металлов для накопления энергии в промышленности

Международная группа исследователей разрабатывает системы хранения энергии на основе жидкого натрия и цинка. Они планируют за четыре года довести технологию до уровня, чтобы ее можно было использовать в реальных условиях

Жидкие металлы и расплавленные соли, которые нагрели до нескольких сотен градусов по Цельсию и разделили полупроницаемой мембраной, приведут энергоемкие отрасли в эпоху экологически чистой энергии. Они должны накапливать энергию солнца и ветра в больших количествах и подавать ее в электросеть по потребности.

«Разработка электрических аккумуляторов для промышленного применения - тема, которая горячо обсуждается». «С постепенным отказом от ископаемого и ядерного топлива потребуются системы хранения энергии, чтобы стабилизировать работу электрических сетей». Уровень производства электроэнергии из возобновляемых источников подвержен не только сезонным, но и суточным колебаниям. Водород или метан подходит для длительного хранения энергии в течение месяцев или нескольких лет. Однако для более коротких периодов времени эти энергетические источники использовать нецелесообразно.

«Литий-ионные батареи в принципе со своей задачей справляются, но в промышленных масштабах они требуют больших затрат материальных ресурсов». «Чтобы произвести батареи, необходимы соединительные элементы и блоки управления. В целом для изготовления батарей требуется большое количество материалов».

Натрий вместо лития

«Исследователи использовали натрий и цинк в качестве активных материалов». Это имеет смысл с практической точки зрения. Натрий стоит на шестом месте по количеству из всех элементов, которые имеются на планете, и его можно добывать в больших количествах. Он входит в состав различных солей. Приблизительно одиннадцать граммов этого щелочного металла содержится в каждом литре морской воды. Цинк встречается реже, однако его запасы, к которым имеется доступ по всему миру, по-прежнему огромны. Литий необходимо импортировать (в основном из Китая, Австралии или Чили), а цинк присутствует повсеместно.

Ученые разрабатывают две разные системы. Одна должна работать при 600 градусах Цельсия, а другая - при 300. «В первой системе и электроды, и электролит жидкие». «Ранее эксперименты с такой установкой уже проводились и можно было убедиться, что данный подход работает. Устройство может накапливать электроэнергию в количестве нескольких мегаватт-часов, поэтому его можно использовать в промышленности».

Во второй системе в качестве электродов также используются жидкие металлы. Электролит же твердый. «В Швейцарии уже работают функциональные системы, в которых используется хлорид никеля. Необходимо хлорид никеля заменить на хлорид цинка». «Такие батареи можно использовать и в быту».

За ближайшие четыре года ученые планируют довести обе системы до уровня, чтобы они могли функционировать в реальных условиях.

Ссылки:

1. https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=36933&pNid=2921

Источник:

Центр им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR)