Исследователи из швейцарского Института солнечных технологий собрали команду ученых из семи европейских стран и получили финансирование от фонда «Horizon Europe» для разработки перспективного проекта алюминиевых накопителей энергии. Проект получили название «Reveal», он направлен на решение ключевой проблемы зеленой энергетики – как и где запасти на зиму всю ту энергию, которую выработают ветряки и солнечные панели летом? Внимание ученых сегодня устремлено на окислительно-восстановительные процессы в металлах.
Согласно расчетам, чистый алюминий имеет удельную энергоемкость 8,7 кВт⋅ч на 1 кг, а 1 куб. м алюминия может накопить 23,5 МВ⋅ч. Это в 33 раза больше, чем в лучших аккумуляторах электромобилей Tesla, и в 50 раз больше, чем в коммерческих литий-ионных батареях. Если раздробить алюминий на шарики диаметром 1 мм для удобства использования, то всего десять ведер такого материала в подвале типового домохозяйства смогут обеспечить его энергией на 1-1,5 года.
Изначально алюминий нужно зарядить, для чего гидроксид алюминия путем электролиза превращают в чистый алюминий. КПД процесса 65%, для него требуется температура 800 ℃, специальные инертные электроды и промышленное оборудование, поэтому процедуру будут проводить на специальных станциях. Зато обратный процесс высвобождения энергии можно организовать в том же подвале дома, необходимая для этого реакция алюминия с водой происходит при температуре не более 100 ℃. На выходе получается гидроксид алюминия, водород для топливных элементов и некоторое количество тепла для обогрева помещения.
Есть также технологии работы с оксидом алюминия, которые требуют более высоких температур, плюс ученым поручено изучить другие методы окисления и восстановления алюминия. Главное в том, что после разрядки алюминиевая батарея вновь готова к работе, поэтому один и тот же металлический шарик можно использовать едва ли не бесконечно. Чистый алюминий можно хранить даже под открытым небом, он безопасен, а слой оксидной пленки на поверхности составляет менее 1 нанометра, поэтому потери энергии будут менее 1 %.
Проект «Reveal» относится к технически сложным и до 2026 года результатов от него ждать не стоит. Но если он увенчается успехом, то с учетом огромных запасов алюминия на Земле человечество может получить идеальные накопители энергии.