هل بطاريات التدفق هي مستقبل تخزين الطاقة؟
صفوف من الدبابات الضخمة المليئة بالحلول الكيميائية التي تخزن الطاقة المولدة من مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الضخمة وتزويد مدن بأكملها بالطاقة: إنها منظر طبيعي قد يساويه جيل الألفية مع الوضع الطبيعي الجديد.
ستعمل البطاريات على تشغيل هذا النموذج الجديد ، ولن تكون بالضرورة جميعها بطاريات ليثيوم أيون. بطارية التدفق تعلق في عالم الطاقة المتجددة في المستقبل.
أنظمة لخزانين متصلين ، يحتوي كلاهما على سوائل المنحل بالكهرباء: أحدهما مع كاثود موجب الشحنة والآخر مع الأنود المشحون بالسالب ، تمامًا مثل بطارية ليثيوم أيون. تمر الكهرباء من سائل إلكتروليت إلى آخر عبر غشاء بين الخزانات. “data-reaidid =” 14 “> ما هي بطاريات التدفق؟ أنظمة لخزانين متصلين ، يحتوي كلاهما على سوائل المنحل بالكهرباء: أحدهما مع كاثود موجب الشحنة والآخر مع الأنود المشحون بالسالب ، تمامًا مثل بطارية ليثيوم أيون. تمر الكهرباء من سائل إلكتروليت إلى الآخر عبر غشاء بين الخزانات.
قابلة لإعادة الشحن مثل بطاريات الليثيوم أيون ، وبطاريات التدفق لها عمر أطول لأن التيار الكهربائي المتدفق من خزان إلى آخر لا يؤدي إلى تدهور الغشاء. تسمى بطاريات التدفق الحقيقي أيضًا بطاريات تدفق الأكسدة ، بعد التفاعلات التي تستخدمها: الاختزال ، أو زيادة الإلكترونات ، والأكسدة ، أو فقدان الإلكترونات من السائل المنحل بالكهرباء إلى السائل المنحل بالكهرباء.
تم تطويره بطارية تدفق الأكسدة تستخدم مواد رخيصة ومستدامة. “data-reaid =” 16 “> المشكلة الرئيسية في بطاريات تدفق الأكسدة هي أن الأنواع الأكثر شيوعًا من بينها تعتمد على الفاناديوم ، وهي مادة مكلفة. ولكن مع كل الابتكار في مساحة البطارية ، كانت مسألة وقت فقط قبل أن يعلن أحدهم عن انفراج. علماء من جامعة جنوب كاليفورنيا تم تطويره بطارية تدفق الأكسدة التي تستخدم مواد رخيصة ومستدامة.
ما استخدمه فريق USC هو محلول كبريتات الحديد لمحلول كهربائي واحد ومحلول مركب يسمى anthraquinone disulfonic acid أو AQDS للاختصار. كبريتات الحديد رخيصة ومتوفرة على نطاق واسع: منتج نفايات من التعدين. ووفقًا للمؤلفة المشاركة في الدراسة سوريا براكاش ، فإن AQDS ، من جانبها ، “يمكن تصنيعها من أي مواد أولية قائمة على الكربون ، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون”.
يمكن أن تكون بعض الأشياء أفضل من بطارية تستخدم إلكتروليت مصنوع من ثاني أكسيد الكربون ، خاصة إذا كانت هذه البطارية رخيصة الصنع ولها عمر أطول من منافس أيونات الليثيوم. هذه الحياة الطويلة مهمة. إذا كان العالم جادًا بشأن الطاقة المتجددة ، فسوف نحتاج إلى أنظمة تخزين طاقة طويلة الأمد لتزويد كهرباء موثوقة. بطاريات أيونات الليثيوم ليست طويلة الأمد بشكل خاص. يمكن لبطارية تدفق الأكسدة الجديدة ، وفقًا لمؤلفيها ، توفير المتانة أيضًا.
الممتازة: بلغ إنتاج النفط الأمريكي ذروته بالفعل“data-reaidid =” 19 “>الممتازة: بلغ إنتاج النفط الأمريكي ذروته بالفعل
يقول المؤلف الرئيسي للدراسة ، أستاذ الكيمياء سري نارايان: “حتى الآن لم يكن هناك حل قابل للتطبيق اقتصاديًا وصديق للبيئة لتخزين الطاقة يمكن أن يستمر لمدة 25 عامًا”. “لا تحتوي بطاريات أيونات الليثيوم على البطاريات طويلة العمر والتي تعتمد على الفاناديوم وتستخدم مواد باهظة الثمن وسامة نسبيًا تحد من الاستخدام على نطاق واسع. نظامنا هو الحل لهذا التحدي. نتوقع هذه البطاريات المستخدمة في المباني السكنية والتجارية والصناعية لالتقاط الطاقة المتجددة “.
دفعة للتطوير ما أطلق عليه البعض الجيل الثاني من بطاريات التدفق استجابة للزيادة في قدرة توليد الطاقة المتجددة وخطط التحول الكامل المتجدد في بعض الاقتصادات. “data-reaidid =” 21 “> يبدو أن هناك دفعة للتطوير ما أطلق عليه البعض الجيل الثاني من بطاريات التدفق استجابة للزيادة في قدرة توليد الطاقة المتجددة وخطط التحول الكامل المتجدد في بعض الاقتصادات.
يبدو أن بطاريات التدفق أسهل في القياس لتخزين الطاقة على مستوى المنفعة ، ويركز مطوروها الآن على المواد الرخيصة والوفرة مثل المركبات المحتوية على الحديد بالإضافة إلى حلول صديقة للبيئة وغير قابلة للتآكل. يبدو أن بطاريات التدفق يمكن أن تعطينا الكأس المقدسة للطاقة المتجددة: تخزين موثوق به وعمر طويل.
استشهد من Energy Storage News ، أشارت إلى وجود حوالي 70 ميجاوات / 250 ميجاوات / ساعة في سعة تخزين بطارية تدفق الأكسدة تم نشرها حتى الآن ، كل ذلك في المشاريع المتوسطة إلى الكبيرة. ومع ذلك ، من المقرر زيادة عمليات النشر بفضل وقت الاستجابة السريع للبطاريات وقابليتها للتدرج ، وليس أقلها قابلية إعادة التدوير الأسهل بكثير من بطاريات ليثيوم أيون. “data-reaidid =” 23 “> هناك بالفعل توقعات بأن البطاريات المتدفقة يمكن أن تجاوز تقنية الليثيوم أيون في المستقبل. تقرير حديث من شركة ذكاء الأعمال IDTechEx ، استشهد من Energy Storage News ، أشارت إلى وجود حوالي 70 ميجاوات / 250 ميجاوات / ساعة في سعة تخزين بطارية تدفق الأكسدة تم نشرها حتى الآن ، كل ذلك في المشاريع المتوسطة إلى الكبيرة. ومع ذلك ، من المقرر زيادة عمليات النشر بفضل وقت الاستجابة السريع للبطاريات ، وقابلية التوسع ، وليس أقلها ، قابلية إعادة التدوير الأسهل بكثير من بطاريات أيونات الليثيوم.
ذكرت بواسطة Energy Storage News ، هذه المرة من Navigant. لاحظت شركة الأبحاث أنه على الرغم من البداية البطيئة ، فإن بطاريات تدفق الأكسدة تكتسب الآن على أيونات الليثيوم مع تقدم التكنولوجيا. لقد حان الوقت أيضًا. كانت تقنية بطارية تدفق الأكسدة متاحة على مدى عقود ، ولكن اعتمادها على الفاناديوم باهظ الثمن كان يسحبها من التبني الجماعي. “data-reaidid =” 24 “> يؤكد التقرير توقعات سابقة ، أيضًا ذكرت بواسطة Energy Storage News ، هذه المرة من Navigant. لاحظت شركة الأبحاث أنه على الرغم من البداية البطيئة ، فإن بطاريات تدفق الأكسدة تكتسب الآن على أيونات الليثيوم مع تقدم التكنولوجيا. لقد حان الوقت أيضًا. كانت تقنية بطارية تدفق الأكسدة موجودة على مدى عقود ، ولكن اعتمادها على الفاناديوم باهظ الثمن كان يعيدها من التبني الجماعي.
ستحتاج طاقة تخزين الطاقة تصل إلى 1 جيجاواط بحلول عام 2026 إذا كان لها أن تصل إلى أهداف الطاقة المتجددة. إن الجمع بين التكلفة المنخفضة والموثوقية والمتانة ، والأهم من ذلك ، قابلية إعادة التدوير لجميع المكونات ، لن يمر دون أن يلاحظه أحد. “data-reaidid =” 29 “> هذه أخبار جيدة لأن العالم سيحتاج إلى الكثير من تخزين الطاقة مرة واحدة انتهى هذا الوباء ، وبدأت الأمور تعود إلى طبيعتها ، وبمجرد أن نبدأ الحديث عن بصمتنا الكربونية مرة أخرى. كاليفورنيا وحدها ستحتاج طاقة تخزين الطاقة تصل إلى 1 جيجاواط بحلول عام 2026 إذا كان لها أن تصل إلى أهداف الطاقة المتجددة. إن الجمع بين التكلفة المنخفضة والموثوقية والمتانة ، والأهم من ذلك ، قابلية إعادة التدوير لجميع المكونات ، لن يمر دون أن يلاحظه أحد.
يتوقع ينمو سوق بطاريات الأكسدة والاختزال ، بما في ذلك البطاريات باهظة الثمن التي تقاضي الفاناديوم ، بمعدل سنوي مثير للإعجاب يبلغ 30 في المائة على مدى السنوات القليلة المقبلة. يجب أن يصدر هذا إنذارًا مع مطوري بطارية ليثيوم أيون. قد تكون الأوقات مجرد تغيير بالنسبة لتقنية البطارية السائدة. “data-reaidid =” 30 “> IDTEchEx يتوقع ينمو سوق بطاريات الأكسدة والاختزال ، بما في ذلك البطاريات باهظة الثمن التي تقاضي الفاناديوم ، بمعدل سنوي مثير للإعجاب يبلغ 30 في المائة على مدى السنوات القليلة المقبلة. يجب أن يصدر هذا إنذارًا مع مطوري بطارية ليثيوم أيون. قد تكون الأوقات مجرد تغيير بالنسبة لتقنية البطارية السائدة.
بقلم إيرينا سلاف لموقع Oilprice.com
اقرأ هذه المقالة على موقع OilPrice.com“data-reaidid =” 37 “>اقرأ هذه المقالة على موقع OilPrice.com
المصدر : finance.yahoo.com
