Magazyny energii są niezwykle istotnym elementem sieci energetycznych, gdzie duży udział w produkcji mają elektrownie odnawialne. Dzięki przechowywaniu energii możemy lepiej wykorzystywać wszelkie nadwyżki, które powstają w okresach wzmożonej produkcji np. podczas słonecznej i wietrznej pogody.
Czytaj też: Dziwna ciecz jako nowe źródło energii. Akumulatorów litowych nie będziemy już potrzebować
Skalowalne magazyny energii, czyli takie, które dostosować można do każdego rozmiaru sieci, bazują na wielu technologiach. Litowo-jonowe akumulatory nie są najlepsze do takiego zastosowania. Oczy naukowców są skupione bardziej na bateriach przepływowych redoks (redox flow battery, RFB), które wykorzystują procesy redukcji i utleniania różnych związków.
Akumulator przepływowy oparty na cukrze. Eksperyment trwał rok, ale było warto
Do tej pory najlepiej opracowanymi RFB są te oparte na wanadzie. Niestety ich konstrukcja jest droga i wymaga olbrzymich dostaw rzadkiego pierwiastka. Wobec tej sytuacji amerykańscy uczeni z Narodowego Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku (PNNL) spróbowali czegoś zupełnie innego. Wyniki swoich prac opisali w Joule.
Opracowali oni akumulator przepływowy, w którym cykle pracy skupiają się wokół utleniania i redukcji alkoholi zwanych fluorenolami. Katalizatorem reakcji, którzy przyspiesza „ładowanie” i „rozładowywanie” baterii, była beta-cyklodekstryna – cukier używany powszechnie w przemyśle żywnościowym i farmaceutycznym.
Nowo powstały akumulator potrafił działać nieustannie aż przez rok – donoszą naukowcy. Eksperyment celowo trwał tak długo, aby dowiedzieć, jak zmienia się w czasie pojemność urządzenia. Okazało się, że spadek był minimalny. Co ważne i dodają autorzy badań, zarówno cukier, jak i alkohol w akumulatorze były w tej samej fazie. Zatem dochodziło tutaj do katalizy homogenicznej. Przy odpowiednich proporcjach cukru do alkoholu szczytowa pojemność akumulatora rosła aż o 60 proc.
Czytaj też: Nie dowierzali, że tak się da. Tylko 70 atomów zaważy o przyszłości akumulatorów
Naukowcy z PNNL pracowali dokładnie nad tą baterią nie bez powodu. Ich działania są ściśle skoordynowane z dużym programem tej instytucji, który ma na celu przetestowanie nowych technologii magazynowania energii w rzeczywistej sieci elektroenergetycznej. Badania przyspieszy powstanie specjalnego centrum Grid Storage Launchpad w 2024 roku.
Wydawałoby się, że wielkoskalowe magazyny energii są wciąż pieśnią przyszłości, ale działania sektora nauki i technologii z USA pozwalają nam sądzić, że systemy bateryjne wejdą do użycia o wiele szybciej, niż sądzimy.
