Imọ-ẹrọ ibi ipamọ agbara yii gba Aami Eye Innovation Ti o dara julọ ti 2022 EU, awọn akoko 40 din owo ju batiri lithium-ion lọ

Ibi ipamọ agbara gbona ni lilo ohun alumọni ati ferrosilicon bi alabọde le tọju agbara ni idiyele ti o kere ju awọn owo ilẹ yuroopu 4 fun wakati kilowatt, eyiti o jẹ awọn akoko 100

din owo ju ti isiyi ti o wa titi litiumu-dẹlẹ batiri.Lẹhin fifi eiyan kun ati Layer idabobo, iye owo lapapọ le jẹ nipa awọn owo ilẹ yuroopu 10 fun wakati kilowatt,

eyiti o din owo pupọ ju batiri litiumu ti awọn owo ilẹ yuroopu 400 fun wakati kilowatt.

Dagbasoke agbara isọdọtun, ṣiṣe awọn eto agbara titun ati ibi ipamọ agbara atilẹyin jẹ idena ti o gbọdọ bori.

Iseda ti ita-apoti ti ina ati ailagbara ti iran agbara isọdọtun gẹgẹbi fọtovoltaic ati agbara afẹfẹ ṣe ipese ati ibeere

ti itanna ma ibaamu.Ni bayi, iru ilana le ṣe atunṣe nipasẹ eedu ati agbara gaasi adayeba tabi agbara omi lati ṣe aṣeyọri iduroṣinṣin

ati irọrun ti agbara.Ṣugbọn ni ọjọ iwaju, pẹlu yiyọ kuro ti agbara fosaili ati ilosoke ti agbara isọdọtun, olowo poku ati ibi ipamọ agbara daradara

iṣeto ni bọtini.

Imọ-ẹrọ ipamọ agbara ti pin ni akọkọ si ibi ipamọ agbara ti ara, ibi ipamọ agbara elekitiroki, ibi ipamọ agbara gbona ati ibi ipamọ agbara kemikali.

Bii ibi ipamọ agbara ẹrọ ati ibi ipamọ fifa jẹ ti imọ-ẹrọ ipamọ agbara ti ara.Yi ọna ipamọ agbara ni o ni jo kekere owo ati

ga iyipada ṣiṣe, ṣugbọn awọn ise agbese jẹ jo tobi, rọ nipa lagbaye ipo, ati awọn ikole akoko jẹ tun gan gun.O soro lati

ni ibamu si ibeere gbigbẹ tente oke ti agbara agbara isọdọtun nikan nipasẹ ibi ipamọ fifa.

Ni lọwọlọwọ, ibi ipamọ agbara elekitiroki jẹ olokiki, ati pe o tun jẹ imọ-ẹrọ ipamọ agbara tuntun ti o dagba ni iyara julọ ni agbaye.Electrochemical agbara

ibi ipamọ ti wa ni o kun da lori litiumu-dẹlẹ batiri.Ni ipari 2021, agbara fifi sori ẹrọ ti ibi ipamọ agbara titun ni agbaye ti kọja 25 million

kilowatts, eyiti ipin ọja ti awọn batiri lithium-ion ti de 90%.Eleyi jẹ nitori awọn ti o tobi-asekale idagbasoke ti ina awọn ọkọ ti, eyi ti o pese a

Oju iṣẹlẹ ohun elo iṣowo ti o tobi fun ibi ipamọ agbara elekitiroki ti o da lori awọn batiri lithium-ion.

Sibẹsibẹ, imọ-ẹrọ ibi ipamọ agbara batiri lithium-ion, gẹgẹbi iru batiri ọkọ ayọkẹlẹ, kii ṣe iṣoro nla, ṣugbọn ọpọlọpọ awọn iṣoro yoo wa nigbati o ba de si.

ni atilẹyin ipele akoj ipamọ agbara igba pipẹ.Ọkan jẹ iṣoro ti ailewu ati idiyele.Ti awọn batiri ion litiumu ba wa ni tolera lori iwọn nla, idiyele naa yoo pọ si,

ati aabo ti o ṣẹlẹ nipasẹ ikojọpọ ooru tun jẹ eewu nla ti o farapamọ.Ekeji ni pe awọn orisun litiumu ni opin pupọ, ati pe awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina ko to,

ati iwulo fun ipamọ agbara igba pipẹ ko le pade.

Bii o ṣe le yanju awọn iṣoro gidi ati iyara wọnyi?Bayi ọpọlọpọ awọn onimo ijinlẹ sayensi ti dojukọ lori imọ-ẹrọ ipamọ agbara gbona.A ti ṣe awọn aṣeyọri ninu

ti o yẹ imo ero ati iwadi.

Ni Oṣu kọkanla ọdun 2022, Igbimọ Yuroopu kede iṣẹ akanṣe ti o gba ẹbun ti “EU 2022 Innovation Radar Eye”, ninu eyiti “AMADEUS” naa.

Ise agbese batiri ti o dagbasoke nipasẹ ẹgbẹ ti Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ ti Madrid ni Ilu Sipeeni gba Aami Eye Innovation Ti o dara julọ ti EU ni ọdun 2022.

"Amadeus" jẹ awoṣe batiri rogbodiyan.Ise agbese yii, eyiti o ni ero lati tọju iye agbara nla lati agbara isọdọtun, ti yan nipasẹ awọn ara ilu Yuroopu

Igbimọ gẹgẹbi ọkan ninu awọn iṣelọpọ ti o dara julọ ni 2022.

Iru batiri ti a ṣe apẹrẹ nipasẹ ẹgbẹ onimọ-jinlẹ Ilu Sipeeni n tọju agbara ti o pọju ti ipilẹṣẹ nigbati oorun tabi agbara afẹfẹ ga ni irisi agbara gbona.

A lo ooru yii lati gbona ohun elo kan (a ṣe iwadi alloy silikoni ninu iṣẹ akanṣe yii) si diẹ sii ju 1000 iwọn Celsius.Awọn eto ni pataki kan eiyan pẹlu awọn

awo fọtovoltaic gbona ti nkọju si inu, eyiti o le tu apakan ti agbara ti o fipamọ silẹ nigbati ibeere agbara ba ga.

Àwọn olùṣèwádìí náà lo àfiwé kan láti ṣàlàyé ọ̀nà náà pé: “Ó dà bí fífi oòrùn sínú àpótí.”Eto wọn le ṣe iyipada ibi ipamọ agbara.O ni agbara nla lati

ṣaṣeyọri ibi-afẹde yii ati pe o ti di ifosiwewe bọtini lati koju iyipada oju-ọjọ, eyiti o jẹ ki iṣẹ akanṣe “Amadeus” duro jade lati diẹ sii ju awọn iṣẹ akanṣe 300 ti a fi silẹ

o si gba Aami Eye Innovation ti o dara julọ ti EU.

Oluṣeto ti Aami Eye Radar Innovation EU ṣalaye: “Koko pataki ni pe o pese eto olowo poku ti o le fipamọ iye nla ti agbara fun

o to ojo meta.O ni iwuwo agbara giga, ṣiṣe gbogbogbo giga, o si nlo awọn ohun elo ti o to ati iye owo kekere.O jẹ eto apọjuwọn kan, ti a lo lọpọlọpọ, o le pese

ooru mimọ ati ina lori ibeere. ”

Nitorinaa, bawo ni imọ-ẹrọ yii ṣe n ṣiṣẹ?Kini awọn oju iṣẹlẹ ohun elo iwaju ati awọn ireti iṣowo?

Lati sọ nirọrun, eto yii nlo agbara ti o pọ ju ti ipilẹṣẹ nipasẹ agbara isọdọtun aarin (gẹgẹbi agbara oorun tabi agbara afẹfẹ) lati yo awọn irin olowo poku,

bii ohun alumọni tabi ferrosilicon, ati pe iwọn otutu ga ju 1000 ℃.Silikoni alloy le fipamọ iye nla ti agbara ninu ilana idapọ rẹ.

Iru agbara yii ni a npe ni "ooru wiwaba".Fun apẹẹrẹ, lita kan ti ohun alumọni (nipa 2.5 kg) tọju diẹ sii ju wakati kilowatt-1 (1 kilowatt-wakati) ti agbara ni fọọmu naa.

ti ooru wiwaba, eyiti o jẹ gangan agbara ti o wa ninu lita kan ti hydrogen ni titẹ igi 500.Sibẹsibẹ, ko dabi hydrogen, ohun alumọni le wa ni ipamọ labẹ oju-aye

titẹ, eyi ti o mu ki awọn eto din owo ati ailewu.

Awọn bọtini ti awọn eto ni bi o lati se iyipada awọn ooru ti o ti fipamọ sinu ina agbara.Nigbati silikoni ba yo ni iwọn otutu ti o ju 1000 º C, o tan bi oorun.

Nitorinaa, awọn sẹẹli fọtovoltaic le ṣee lo lati yi ooru gbigbona pada si agbara itanna.

Ohun ti a npe ni olupilẹṣẹ fọtovoltaic gbona dabi ẹrọ fọtovoltaic kekere kan, eyiti o le ṣe ina agbara ni igba 100 diẹ sii ju awọn ile-iṣẹ agbara oorun ibile lọ.

Ni awọn ọrọ miiran, ti o ba jẹ pe mita mita kan ti awọn paneli oorun ṣe agbejade 200 Wattis, mita mita kan ti awọn panẹli fọtovoltaic gbona yoo gbe awọn kilowatts 20 jade.Ati ki o ko nikan

agbara, sugbon tun awọn iyipada ṣiṣe jẹ ti o ga.Iṣiṣẹ ti awọn sẹẹli fọtovoltaic gbona wa laarin 30% ati 40%, eyiti o da lori iwọn otutu.

ti orisun ooru.Ni idakeji, ṣiṣe ti awọn panẹli oorun fọtovoltaic ti iṣowo jẹ laarin 15% ati 20%.

Lilo awọn olupilẹṣẹ fọtovoltaic gbona dipo awọn ẹrọ itanna igbona ti aṣa yago fun lilo awọn ẹya gbigbe, awọn fifa ati awọn paarọ ooru ti eka.Ni ọna yi,

gbogbo eto le jẹ ti ọrọ-aje, iwapọ ati ariwo.

Gẹgẹbi iwadii naa, awọn sẹẹli fọtovoltaic ti o gbona le fipamọ iye nla ti agbara isọdọtun ti o ku.

Alejandro Data, oluwadii kan ti o dari iṣẹ akanṣe naa, sọ pe: “Apapọ nla ti ina wọnyi yoo jẹ ipilẹṣẹ nigbati iyọkuro ninu afẹfẹ ati agbara afẹfẹ,

nitori naa yoo ta ni owo kekere pupọ ni ọja itanna.O ṣe pataki pupọ lati tọju awọn ina eleto wọnyi sinu eto olowo poku pupọ.O jẹ itumọ pupọ si

tọ́jú iná mànàmáná tí ó pọ̀ sí i lọ́nà gbígbóná janjan, nítorí ó jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn ọ̀nà tí kò rọrùn láti tọ́jú agbára.”

2. O ti wa ni 40 igba din owo ju litiumu-ion batiri

Ni pataki, silikoni ati ferrosilicon le ṣafipamọ agbara ni idiyele ti o kere ju awọn owo ilẹ yuroopu 4 fun wakati kilowatt, eyiti o jẹ awọn akoko 100 din owo ju lithium-ion ti o wa titi lọwọlọwọ.

batiri.Lẹhin fifi eiyan kun ati Layer idabobo, iye owo lapapọ yoo ga julọ.Sibẹsibẹ, ni ibamu si iwadi naa, ti eto naa ba tobi to, nigbagbogbo diẹ sii

ju awọn wakati megawatt 10, o ṣee ṣe yoo de idiyele ti awọn owo ilẹ yuroopu 10 fun wakati kilowatt, nitori idiyele ti idabobo igbona yoo jẹ apakan kekere ti lapapọ.

iye owo ti awọn eto.Sibẹsibẹ, idiyele batiri lithium jẹ nipa awọn owo ilẹ yuroopu 400 fun wakati kilowatt.

Iṣoro kan ti eto yii dojukọ ni pe apakan kekere ti ooru ti o fipamọ ni iyipada pada si ina.Kini iṣiṣẹ iyipada ninu ilana yii?Bi o si

lo agbara ooru to ku ni iṣoro bọtini.

Sibẹsibẹ, awọn oniwadi ẹgbẹ gbagbọ pe iwọnyi kii ṣe awọn iṣoro.Ti eto naa ba jẹ olowo poku, nikan 30-40% ti agbara nilo lati gba pada ni irisi

itanna, eyi ti yoo jẹ ki wọn ga ju awọn imọ-ẹrọ miiran ti o niyelori, gẹgẹbi awọn batiri lithium-ion.

Ni afikun, 60-70% ti o ku ti ooru ti ko yipada si ina le ṣee gbe taara si awọn ile, awọn ile-iṣelọpọ tabi awọn ilu lati dinku eedu ati adayeba.

gaasi agbara.

Ooru awọn iroyin fun diẹ sii ju 50% ti ibeere agbara agbaye ati 40% ti itujade erogba oloro agbaye.Ni ọna yii, titoju afẹfẹ tabi agbara fọtovoltaic ni wiwaba

Awọn sẹẹli fọtovoltaic gbona ko le ṣafipamọ ọpọlọpọ awọn idiyele nikan, ṣugbọn tun pade ibeere ooru nla ti ọja nipasẹ awọn orisun isọdọtun.

3. Awọn italaya ati awọn ireti iwaju

Imọ-ẹrọ ibi ipamọ igbona gbona fọtovoltaic tuntun ti a ṣe apẹrẹ nipasẹ ẹgbẹ ti Ile-ẹkọ giga ti Ilu Imọ-ẹrọ ti Madrid, eyiti o nlo awọn ohun elo ohun elo ohun alumọni silikoni, ni

awọn anfani ni idiyele ohun elo, iwọn otutu ipamọ gbona ati akoko ipamọ agbara.Silikoni jẹ ẹya keji ti o pọ julọ ni erupẹ ilẹ.Iye owo naa

fun pupọ ti yanrin siliki jẹ 30-50 dọla nikan, eyiti o jẹ 1/10 ti ohun elo iyọ didà.Ni afikun, iyatọ iwọn otutu ipamọ gbona ti yanrin yanrin

Awọn patikulu ga pupọ ju ti iyọ didà, ati iwọn otutu ti o pọ julọ le de ọdọ diẹ sii ju 1000 ℃.Iwọn otutu ti nṣiṣẹ ti o ga julọ tun

ṣe iranlọwọ lati mu ilọsiwaju agbara gbogbogbo ti eto iran agbara photothermal.

Ẹgbẹ Datus kii ṣe ọkan nikan ti o rii agbara ti awọn sẹẹli fọtovoltaic gbona.Won ni meji alagbara abanidije: awọn Ami Massachusetts Institute of

Imọ-ẹrọ ati California bẹrẹ Antola Energy.Igbẹhin fojusi lori iwadii ati idagbasoke awọn batiri nla ti a lo ninu ile-iṣẹ eru (ti o tobi

olumulo idana fosaili), ati gba US $50 million lati pari iwadi ni Kínní ọdun yii.Bill Gates 'Breakthrough Energy Fund pese diẹ ninu awọn

idoko owo.

Awọn oniwadi ni Massachusetts Institute of Technology sọ pe awoṣe sẹẹli fọtovoltaic gbona wọn ti ni anfani lati tun lo 40% ti agbara ti a lo lati gbona.

awọn ohun elo inu ti batiri Afọwọkọ.Wọn ṣalaye: “Eyi ṣẹda ọna fun ṣiṣe ti o pọju ati idinku idiyele ti ibi ipamọ agbara gbona,

jẹ ki o ṣee ṣe lati decarbonize akoj agbara.”

Ise agbese ti Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ ti Madrid ko ni anfani lati wiwọn ipin ogorun agbara ti o le gba pada, ṣugbọn o ga ju awoṣe Amẹrika lọ.

ni abala kan.Alejandro Data, oluwadii ti o dari ise agbese na, salaye: “Lati le ṣaṣeyọri imunadoko yii, iṣẹ akanṣe MIT gbọdọ gbe iwọn otutu soke si

2400 iwọn.Batiri wa n ṣiṣẹ ni iwọn 1200.Ni iwọn otutu yii, ṣiṣe yoo dinku ju tiwọn lọ, ṣugbọn a ni awọn iṣoro idabobo ooru ti o kere pupọ.

Lẹhinna, o nira pupọ lati tọju awọn ohun elo ni awọn iwọn 2400 laisi nfa pipadanu ooru. ”

Nitoribẹẹ, imọ-ẹrọ yii tun nilo idoko-owo pupọ ṣaaju titẹ si ọja naa.Afọwọkọ yàrá lọwọlọwọ ni o kere ju 1 kWh ti ipamọ agbara

agbara, ṣugbọn lati jẹ ki imọ-ẹrọ yii ni ere, o nilo diẹ sii ju 10 MWh ti agbara ipamọ agbara.Nitorina, nigbamii ti ipenija ni lati faagun awọn asekale ti

imọ-ẹrọ ati idanwo iṣeeṣe rẹ lori iwọn nla kan.Lati le ṣaṣeyọri eyi, awọn oniwadi lati Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ ti Madrid ti n kọ awọn ẹgbẹ

lati jẹ ki o ṣee ṣe.