. DURCHBRUCH BEI DURCHFLUSSBATTERIEN KANN ERNEUERBARE ENERGIE KOSTENGÜNSTIG SPEICHERN - WISSENSCHAFT

Durchbruch bei Durchflussbatterien kann erneuerbare Energie kostengünstig speichern

Flow-Batterie
Eliza Grinnell, SEAS Communications

Mit der heutigen Batterietechnologie bleibt der Traum, unabhängig von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energien zurückzugreifen, unmöglich. Mit den heutigen Batterien ist es zu teuer, an ruhigen oder wolkigen Tagen genügend Energie für die Versorgung zu haben. Eine Entdeckung eines Teams der Harvard School of Engineering and Applied Science verspricht neue Fortschritte bei der Aufteilung unserer Nabelschnur auf Kohle und Öl.

Es gibt zwei Hauptprobleme bei der Vision der Batteriespeicherung, die ausreichen, um ein vollständig erneuerbares Netz funktionsfähig zu machen. Die Verwendung von Seltenen Erden und anderen Metallen mit begrenztem Angebot oder geopolitischen Bedingungen erhöht die Kosten und gefährdet das Angebot. Noch kritischer ist, dass die meisten vorhandenen Batterietechnologien die Speicherkapazität der Batterie mit der Energieumwandlungskapazität verbinden.

Eine riesige Kunstinstallation für die Stromversorgung in London, direkt an der Carnaby Street, gegenüber den Shaston Arms.

zemlinki! / CC BY 2.0

Stellen Sie sich vor, Sie würden Wasser durch einen Gartenschlauch verwenden. Bestehende Batterien speichern effektiv das Wasser im Schlauch. Um mehr Wasser zu speichern, benötigen Sie einen Schlauch mit größerem Durchmesser, der das Wasser dann mit einer noch schnelleren maximalen Geschwindigkeit liefert. Dies verursacht unnötige Kosten für die Vergrößerung des Speichers, während der Bedarf konstant bleibt. In der SEAS-Pressemitteilung wird das Problem auf den Punkt gebracht:

Zum Speichern von 50 Stunden Energie aus einer Windkraftanlage mit einer Leistung von 1 Megawatt (50 Megawattstunden) wäre eine mögliche Lösung, herkömmliche Batterien mit einem Energiespeicher von 50 Megawattstunden zu kaufen, die jedoch 50 Megawattstunden enthalten Megawatt Leistung. Die Bezahlung von 50 Megawatt Leistung bei nur 1 Megawatt ist wirtschaftlich wenig sinnvoll.

Brennstoffzellen bieten die Möglichkeit, unbegrenzt viel Kraftstoff zu speichern, der von der Kapazität der Leistungsumwandlungshardware entkoppelt ist. Diese sind jedoch auf Edelmetalle und andere Metalle mit begrenztem Vorrat angewiesen, um die Umwandlung von Kraftstoff in Energie zu katalysieren.

Michael J. Aziz (im Bild) und andere Mitarbeiter der Harvard University haben eine metallfreie Durchflussbatterie entwickelt, die sich auf die Elektrochemie natürlich reichlich vorhandener kleiner organischer Moleküle stützt, um aus erneuerbarer, intermittierender Energie gewonnenen Strom zu speichern

© Eliza Grinnell, SEAS Communications

Die vom Harvard-Team angekündigte Mega-Flow-Batterie entkoppelt den Speicher von der Versorgung. Die Technologie speichert Elektrizität in Chinonen, einem metallfreien organischen Molekül (auf Kohlenstoffbasis), ähnlich den Chemikalien, die Pflanzen und Tiere zur Speicherung von Energie in biologischen Systemen verwenden. Die Chinone bleiben in Wasser gelöst, was das Entzündungsrisiko verringert.

Die Mega-Flow-Chinon-Batterie verwendet außerdem eine glasartige Kohlenstoffelektrode und Brom zur Stromerzeugung. Brom stammt hauptsächlich aus konzentriertem Meerwasser; Es ist mit Chlor vergleichbar und birgt Risiken, die jedoch nicht schwerwiegender oder weniger beherrschbar sind als die Risiken anderer Technologien (denken Sie an die Gefahren der Lithium-Ionen-Batterietechnologie).

Das getestete Chinon (9, 10-Anthrachinon-2, 7-disulfonsäure oder AQDS, wie in

Natur

(falls Sie interessiert sind) kommt natürlich in Rhabarber vor, kann aber auch kostengünstig synthetisiert werden. Dieses spezielle Chinon gewann das Screening von über 10.000 Chinonen in der Kategorie der besten Batterien.

Mit dieser Technologie kann man sich vorstellen, dass Wind- oder Solarparks mit Tanks vor Ort große Mengen energiereicher Chinone speichern, die für eine mehrtägige Stromversorgung zur Überbrückung des intermittierenden Charakters der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen umgewandelt werden können.

Damit ist die "Flow-Battery-Technologie" das neueste Schlagwort auf dem Gebiet der grünen Energie.