Pili Yeniden Keşfetmek Bizi İklim Felaketinden Kurtarabilir

[™ Admin]

Pili Yeniden Keşfetmek Bizi İklim Felaketinden Kurtarabilir

Piller dünyamızı çalıştırır. Uzaktan kumandanızda, telefonunuzda, dizüstü bilgisayarınızda ve arabanızdalar. İklim değişikliğine karşı mücadeleyi kazanacaksak, evlerimize de güç vermeleri için onlara ihtiyacımız olacak.

Güneş panelleri bulutluyken fazla güç üretmezler ve geceleri hiç güç üretmezler. Rüzgar esmediği zaman rüzgar türbinleri enerji üretmez. Hidroelektrik güç gibi bu tür sınırlamalara sahip olmayan başka yenilenebilir enerji kaynaklarımız var, ancak güneş ve rüzgar şüphesiz enerjinin geleceğine hükmedecek. Fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı sona erdirmek için genellikle “aralık” sorunu olarak adlandırılan şeyle uğraşmamız gerekecek.

Piller, uzun vadede enerji depolamak ve güneş ışığı söndüğünde ve rüzgar estiğinde durduğunda şeyleri çalışır durumda tutmak için kullanılabilir. Bununla birlikte, çoğu şebeke ölçekli pil kurulumu, evinizi saatlerce çalıştırabilen ancak birkaç gün boyunca değil, lityum iyon pillere dayanır. Ortalama bir Amerikan evi, günde yaklaşık 30 kilovat saat enerji gerektirir. Bir hafta bulutluysa veya esinti pek esmiyorsa, sizin ve komşularınızın uzun süre güç kaybetme ihtimali yüksektir.

Carnegie Mellon'da malzeme bilimi profesörü olan Jay Whitacre, The Daily Beast lityum iyon pillerin son yıllarda önemli ölçüde geliştiğini söyledi. Günümüzde kullanılan çoğu şebeke ölçekli lityum iyon pil, yerel bir şebekeye yaklaşık dört saat kadar güç sağlayabilecek bir şarja sahiptir, ancak depolama kapasitesi boyutuna bağlıdır. Whitacre, lityum iyonun tipik olarak yüksek maliyetler nedeniyle uzun süreli depolama için kullanılmadığını söyledi.

Ve akıllı telefonlarının veya dizüstü bilgisayarlarının şarj kapasitesinin zamanla azaldığını gören herkes, lityum iyon pillerin kararsız ve uzun vadede onlarla çalışmanın zor olabileceğini bilir.

Birden fazla start-up ayrıca, şebeke ölçeğindeki talepleri karşılayabilecek ve bize uzun süreli enerji depolaması sağlayabilecek lityum iyon pillere uygun fiyatlı alternatifler üretmek için yarışıyor.

Popüler bir örnek, sıvı elektrolit tanklarında enerji depolayan akış pilidir. Sadece boyutunu büyüterek depolama kapasitesini artırabilirsiniz. Bu, yüksek yoğunluklu topluluklarda biraz pratik olmayabilir, ancak büyük bir pili, örneğin bir güneş enerjisi çiftliği gibi büyük yenilenebilir enerji tesislerinin yanına yerleştirmek oldukça kolay olmalıdır.

Whitacre, "Tanklarınız bir akış pilinde ne kadar büyükse - o kadar fazla malzemeniz var - o kadar uzun süre şarj edip boşaltabilirsiniz" dedi.

Bu tür pillere büyük bir çekicilik, demir gibi lityumdan çok daha ucuz malzemelerden yapılmış olmalarıdır. Oregon merkezli ESS şirketi yakın zamanda bu yılın başlarında Kaliforniya'daki bir güneş enerjisi kurulumuna demir akışlı piller yerleştirdi.

Tesla Motor'un Powerwall pilinin yaratıcısı tarafından ortak olarak kurulan Form Energy adlı başka bir şirket, demir-hava pili adı verilen bir yan ürün teknolojisi üzerinde çalışıyor. Demiri pasa çevirerek elektriği boşaltır; ve tekrar şarj etmek için pası tekrar demire dönüştürür. Form, yaklaşık bir çamaşır makinesi büyüklüğündeki pilinin yerel bir şebekeye 100 ila 150 saat arasında elektrik sağlayabileceğine inanıyor.

Yenilikçi pil teknolojisi ve depolama vaatleri nedeniyle Form'u çevreleyen çok heyecan var. Şirket, bu yılın başlarında 240 milyon dolarlık yeni fon topladı ve Bill Gates ile Jeff Bezos'un yatırım yaptığı Breakthrough Energy Ventures tarafından destekleniyor. Form, pillerini mevcut teknolojilerden daha uygun fiyatlarla çıkarabileceği konusunda iyimser. daha ucuz malzemeler ve diğer faktörler nedeniyle lityum iyon pillerin maliyetinin onda birinden daha azına gelebilir. Şirketin ilk projesi 2023'te Minnesota'daki bir rüzgar enerjisi tesisinde devreye girecek.

MIT'de malzeme kimyası profesörü olan Donald Sadoway ve meslektaşı David Bradwell, Ambri Sıvı Metal Pil olarak adlandırılan şeyi icat etti. Erimiş metaller ve erimiş tuz elektrolit kullanarak enerji depolar. Ambri, pillerini Nevada'daki bir veri merkezinde 250 megavatlık bir sistemin parçası olarak dağıtmak için çalışıyor. Ambri, Bill Gates tarafından destekleniyor ve pillerini ticarileştirmek için Ağustos ayında 144 milyon dolar fon aldı.

Sadoway, The Daily Beast'e Ambri'nin pilinin 24 saate kadar şarj tutabileceğine inandığını söyledi. Ayrıca pilin, akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar gibi cihazlarda lityum iyon pillerin yaptığı gibi zamanla çok fazla kapasite kaybetmeyeceğini iddia etti.

Sadoway, "Sıvı metal pilin lityum iyon gibi solmadığını gösteren çok sayıda veriye sahibiz" dedi.

Kendileri elektrik pili olmayan ancak yeniden şarj etmeye gerek kalmadan pillerin yerine çalışabilen hidrojen yakıt hücreleri, kesinti sorununa başka bir potansiyel çözümdür. Sadoway'e göre bu tip yakıt hücreleri şu anda çok verimsiz ve maliyetli. Ancak Biden İdaresi'nin Meclis tarafından kabul edilen ve şu anda Senato tarafından tartışılmakta olan 1.9 trilyon dolarlık Geri Dönüş Daha İyi Yap tasarısı, bu yakıt hücreleri için hidrojen üretmeyi çok uygun hale getirebilecek ve onları daha uygulanabilir bir çözüm haline getirebilecek bir hidrojen üretim vergi kredisi içeriyor.

Whitacre, "Bu geçerse, bazı insanlar elektroliz oldukça ucuz olduğu için esasen ücretsiz olarak hidrojen üretebilecekler" dedi. Yakıt hücreleri yenilenebilir enerji kaynakları aracılığıyla destek bulabilirse, “farklı bir depolama türü göreceğiz” dedi.

Enerji depolama alanındaki yeni inovasyonların sayısı bunaltıcı görünebilir, ancak mesele biraz da bu - endüstrinin temiz bir enerji şebekesinin çalışması için sadece bir tanesini seçmesine gerek yok ve bir kombinasyon aslında gidilecek yol olabilir. Sadoway, "her derde deva yok" dedi. Farklı depolama seçenekleri, az çok etkili ve pratik oldukları gösterildikçe az çok popüler hale gelecektir. Bazıları şehirlerde anlamlı olurken, diğerleri kırsal topluluklar için daha uygun olacaktır. Henüz test edilmemiş daha yeni pil kimyaları da kesinlikle köşede.

Sadoway, "İnovasyon için yer olduğunu düşünüyorum" dedi. "Soru yok."

Whitacre, gerçekleşmesi gereken gerçek yeniliklerin, enerji depolama sistemlerinin maliyetini azaltan ve verimliliğini artıran yenilikler olduğunu söyledi. İyi haber şu ki, bu tür yenilikler çok uzakta değil. Enerji depolama teknolojimiz her yıl gelişiyor. Çok yakında, güneş veya rüzgar tarafından şarj edilmiş bir pil ile bunu okuduğunuz her ne olursa olsun cihazına güç veriyor olabilirsiniz.

Kaynak: The Daily Beast