Хранение возобновляемой энергии является одним из наиболее важных факторов перехода к таким источникам энергии. Надежное хранение является необходимым условием для того, чтобы электрическая сеть оставалась стабильной даже при более высокой доле возобновляемой энергии. Но обычные литий-ионные аккумуляторы дороги, а добыча лития не очень экологична.
Поэтому промышленность возлагает большие надежды на жидкометаллические батареи. Они служат дольше и по цене дешевле, чем обычные батареи. Исследования и производство таких батарей всё ещё находятся в начальном состоянии. До выхода на рынок для использования в электросетях, похоже, еще далеко. Компания Ambri совершила важный прорыв. Об этом американская компания сообщила в пресс-релизе.
Изображение из открытых источниковAmbri заключила партнерское соглашение с поставщиком электроэнергии Xcel Energy, чтобы запустить тестовый проект для проверки возможности использования батарей из жидкого металла. В Центре ускорения солнечных технологий в американском штате Колорадо хотят протестировать долговременное хранение энергии с помощью аккумуляторов на основе жидких металлов.
Ожидается, что проект продлится год. Систему жидкометаллических батарей планируется установить в начале 2024 года. Ожидается, что система будет полностью введена в эксплуатацию в конце года и будет хранить солнечную и ветровую энергию. Совместный проект — первая попытка испытать новые аккумуляторы на практике.
В отличие от литий-ионного аккумулятора, в котором в качестве анодов и катодов используются твердые металлы, в жидкометаллических аккумуляторах все компоненты находятся в жидком состоянии. Из-за разной плотности они не могут смешиваться. Расплавленный металл образует катод, а более легкий сплав — анод. Между ними, как в твердотельной батарее, находится электролит.
Существуют различные формы жидкометаллических батарей, которые работают с разными элементами. В модели Ambri используется катод из сурьмы и анод из кальциевого сплава. Ионы кальция мигрируют через электролит во время разряда и образуют на катоде сплав кальция и сурьмы. При зарядке процесс обратный.
В отличие от более сложных батарей, изготовленных из твердых материалов, для вариантов из жидкого металла требуется всего три компонента. Это удешевляет их производство.
Самым большим преимуществом перед обычными батареями является более длительный срок службы. Между двумя жидкостями существует высокая кинетика, что приводит к лучшему потоку ионов. Кроме того, износ меньше, чем у неподвижных деталей. Ambri говорит, что сроке годности составит более 20 лет.
Недостаток: жидкие металлы, естественно, нуждаются в постоянной высокой температуре. Но и здесь есть инновации. Говорят, что жидкометаллическая батарея из галлия и сплава калия и натрия, представленная в 2020 году, работает при комнатной температуре.