Жидкометаллические батареи для длительного хранения
(Zapoved) — Они начинались как источники бесперебойного питания в центрах обработки данных, но сегодня они нацелены непосредственно на энергосистему, чтобы обеспечить гибкость энергии перед лицом развития непрограммируемых возобновляемых источников энергии. Давайте поговорим о батареи из жидкого металла Из Янтарь, дочерняя компания Массачусетского технологического института (MIT), сегодня находится в центре соглашения с Xcel Energy, энергетической компанией, обслуживающей более 3,7 млн клиентов в США. В конце июля обе компании объявили о начале совместных испытаний для оценки возможностей и производительности технологии Liquid Metal от Ambri в качестве инструмента для хранения данных с длительным сроком службы.
“Этот демонстрационный проект — объяснил Джастин ТомляновичВице-президент по корпоративному развитию Xcel Energy – позволит нам изучить технологию, которая поможет нам надежно и последовательно поставлять энергию, от которой зависят наши клиенты во время перехода на экологически чистую энергию.“. Но зачем сосредотачиваться на все еще нишевом продукте, а не на более зрелом решении для хранения данных? Ответ кроется в особенностях новых жидкометаллических аккумуляторов.
Жидкометаллические аккумуляторы, как они работают?
В жидкометаллических батареях используется несколько легкодоступных, безопасных и нетоксичных элементов. Катод состоит из жидкого кальция (Ca), анод из твердых частиц сурьмы, а расплавленная соль действует как электролит. Клеточная химия была изобретена профессором Массачусетского технологического института Дональд Садоуэй и его учениками более десяти лет назад. За прошедшие годы команда усовершенствовала технологию, решив ключевые проблемы, начиная с сложности хранения кальция в жидком состоянии. Этот элемент на самом деле имеет температуру плавления выше 840°C, что заставит батарею работать при непрактичных температурах.
Вот почему ученые связали Ca с недорогим металлом, магнием, который имеет гораздо более низкую температуру плавления. Полученный сплав обеспечивает более низкую рабочую температуру — примерно на 300 градусов ниже — при сохранении присущего кальцию высокого напряжения. Однако, чтобы металлы оставались жидкими, им нужно много тепла. Чтобы решить эту проблему, Sadoway разработала самонагревающуюся изолированную систему, которая не требует внешнего нагрева или охлаждения.
Результаты убедили Садовея и его коллегу из Массачусетского технологического института Дэвида Брэдвелла запустить AMBRI и усовершенствовать свою технологию жидкого металла. Сегодня жидкометаллические батареи на основе кальций-сурьмяной химии имеют срок службы более 20 лет, могут поддерживать 99% их емкости для более чем 5000 циклов перезарядки. Технология имеет более низкую себестоимость производства, чем у литий-ионных аккумуляторов, но плотность энергии также ниже. Ячейки собраны в модульные стойки, оборудованные системой управления, которая следит за напряжением и температурой каждого блока и нагревательного элемента. Стойки соединены в теплоизолированном контейнере, образуя систему измерения МВтч, которая затем подключается к сети с помощью стандартных двунаправленных инверторов постоянного и переменного тока.
Соглашение Ambri-Xcel Energy
В настоящее время жидкометаллическая батарея Ambri уже используется в одном из центров обработки данных Microsoft; следующим шагом будет объявленный тест с Xcel Energy, первая установка, о которой сообщило коммунальное предприятие. Обе компании будут тестировать систему мощностью 300 кВтч в Центре ускорения солнечных технологий (SolarTAC) в Колорадо в течение одного года. Ожидается, что монтажные работы начнутся в начале следующего года с целью перехода к этапу эксплуатации к концу 2024 года. В рамках пилотного проекта будут протестированы различные варианты использования, включая интеграцию солнечной и ветровой энергии, управление мощностью, гибкость и предоставление вспомогательных услуг. . Инициатива будет использовать платформу GridNXT Microgrid в SolarTAC для интеграции нескольких возобновляемых источников, а также инверторов, блоков нагрузки и трехфазных распределительных соединений и коммуникаций.