آزمایش باتری قدرتمند ناسا توسط شرکت آلمانی با ۳۰،۰۰۰ چرخه و عمر ۳۰ ساله
شرکت انرژی آلمانی RWE در حال آزمایش فناوری پیشرفته باتری است که در ابتدا توسط ناسا برای ایستگاه فضایی بین‌المللی توسعه یافته بود.
این راه‌حل نواورانه ذخیره‌سازی انرژی در پروژه‌های بادی و خورشیدی شرکت ادغام می‌شود.
RWE قصد دارد باتری‌های نیکل-هیدروژن را در یک پروژه پایلوت انرژی تجدیدپذیر در تأسیسات آزمون خود در میلواکی، ویسکانسین، آمریکا مورد آزمایش قرار دهد.
باتری‌ها، به نام مخازن ذخیره انرژی (ESVs)، قادر به بیش از ۳۰،۰۰۰ چرخه هستند و توسط شرکت EnerVenue، که پیشرو در استفاده تجاری از فناوری فلز-هیدروژن با کارایی بالا است، تأمین می‌شوند.
نوآوری نیکل-هیدروژن
تکنولوژی‌های ذخیره‌سازی انرژی به طور فوری مورد نیازند زیرا جهان به منابع انرژی تجدیدپذیر تغییر قابل توجهی می‌دهد. بهترین گزینه ما تاکنون باتری‌های لیتیم-یون بوده‌اند، اما ایجاد راه‌حل‌های ذخیره‌سازی بزرگ‌مقیاس به طور فزاینده‌ای پرهزینه و زمان‌بر است.
باتری‌های لی-یون در معرض خطر دویدن حرارتی قرار دارند، و برای جلوگیری از یک حادثه جدی، راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی بزرگ به سیستم‌های خنک‌سازی اضافی، تهویه و خاموش‌سازی آتش‌سوزی نیاز دارند. باتری‌هایی که بر پایه نیکل و هیدروژن ساخته شده‌اند ممکن است در این زمینه مفید باشند.
باتری‌های نیکل-هیدروژن مانند باتری‌های سنتی با الکترودهای دسته‌بندی‌شده عمل می‌کنند، اما در یک مخزن گازی تحت فشار قرار گرفته‌اند. کاتد از هیدروکسید نیکل استفاده می‌کند، در حالی که آند به هیدروژن متکی است. شارژ، گاز هیدروژن تولید می‌کند که در هنگام تخلیه اکسیده می‌شود تا آب تشکیل شود.
علیرغم نگرانی‌ها درباره دستکاری هیدروژن قابل اشتعال و مخازن تحت فشار، فشار داخلی تنها پنج درصد از فشار در سلول‌های سوخت هیدروژن است. علاوه بر این، هر فشاری اضافی باعث می‌شود هیدروژن به آب تبدیل شود، که ایمنی را تضمین می‌کند.
راه‌حل‌های ذخیره‌سازی پیشرفته
ناسا از دهه ۱۹۷۰ از باتری‌های نیکل-هیدروژن برای سیستم‌هایی مانند ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده کرده است. کاتالیزورهای پلاتین که گران‌قیمت بودند در طراحی اولیه استفاده شدند. اما در سال ۲۰۲۰، یی کوی، پروفسور علوم مواد در استنفورد، جایگزین ارزان‌تری با استفاده از آلیاژ نیکل-موليبدن-کبالت ابداع کرد، که باعث شد تکنولوژی برای استفاده‌های گسترده‌تر قابل دسترس شود.
اختراع کوی از یک کاتالیزور آلیاژ نیکل-موليبدن-کبالت مقرون به صرفه منجر به تأسیس EnerVenue شد.
بسته‌های باتری‌های EnerVenue، معروف به ESVs، دارای مخازن شش پایی طولی و شش اینچی پهنا هستند که قادر به ذخیره ۳ کیلووات ساعت انرژی هستند. برخلاف باتری‌های لیتیم-یون، ESVs در محدوده دمایی وسیع (-40°F تا 140°F) بدون نیاز به اقدام‌های ایمنی اضافی عمل می‌کنند. با این حال، ساخت باتری‌های نیکل-هیدروژن گران‌تر است و چگالی انرژی کمتری دارند، و نیاز به واحدهای بیشتری برای تطابق با خروجی‌های لیتیم-یون دارند.
با وجود این محدودیت‌ها، باتری‌های نیکل-هیدروژن در دوام برتری دارند و دارای ۳۰،۰۰۰ چرخه شارژ طول عمر هستند، که برابر با تا ۳۰ سال استفاده است. EnerVenue تخمین می‌زند که آنها حتی پس از استفاده گسترده ۸۶ درصد ظرفیت خود را حفظ می‌کنند. این امر آنها را به عنوان یک جایگزین نویدبخش برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت انرژی در آینده‌ای پایدار برای انرژی تبدیل می‌کند.
پیشبرد پایداری
پروژه پایلوت RWE در تأسیسات آزمایشی آن در نزدیکی میلواکی، توانایی باتری‌های ESV EnerVenue را بررسی خواهد کرد.
اهداف پروژه شامل بررسی کلی کارایی، مقاومت دمایی، طول مدت، عملکرد شارژ و تخلیه، و انطباق پذیری چرخه‌ای است. RWE از داده‌های این آزمایش‌ها برای بهبود فناوری به منظور آماده‌سازی برای ادغام احتمالی پروژه‌های انرژی آینده استفاده خواهد کرد.
RWE ادعا می‌کند که ESVs دارای طول عمر بسیار طولانی هستند و می‌توانند سه بار در روز چرخه کنند. طراحی مقیاس‌پذیر آنها انعطاف‌پذیری و ایمنی را تضمین می‌کند و از خطرات دویدن حرارتی در باتری‌های لیتیم-یون اجتناب می‌کند، که به این ترتیب سیستم‌های خاموش‌کننده آتش‌سوزی پرهزینه از بین می‌روند. علاوه بر این، ESVها به راحتی بازیافت می‌شوند و تجدیدپذیری و جذابیت محیطی آنها را افزایش می‌دهند.
“مخازن ذخیره انرژی برای پاسخگویی به نیازهای حتی متنوع‌ترین و چالش‌برانگیزترین برنامه‌های انرژی پاک طراحی شده‌اند، و یک پاسخ قابل اعتماد، طولانی‌مدت و پایدار برای پروژه‌های بزرگ‌مقیاس انرژی تجدیدپذیر ارائه می‌دهند. همکاری با رهبری مانند RWE به ما امکان می‌دهد تا قابلیت‌های فناوری‌مان را به نمایش بگذاریم و نشان دهیم که چگونه می‌تواند آینده گسترش انرژی پاک و انعطاف‌پذیری شبکه را پیش ببرد،” مایجد کشاورز، مدیر ارشد فناوری EnerVenue، در بیانیه‌ای گفت.
RWE سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری را در سراسر ایالات متحده، اروپا و استرالیا توسعه و راه‌اندازی می‌کند، با ظرفیت فعلی 0.7 گیگاوات و 1.4 گیگاوات در حال ساخت. به عنوان بخشی از استراتژی رشد سبز، این شرکت هدف دارد تا ظرفیت خود را تا سال ۲۰۳۰ به ۶ گیگاوات در سطح جهانی افزایش دهد.
