Advertisements

Renewble Energy – Berbagai upaya dilakukan untuk mengangkat pembangkit listrik dan jaringan listrik ke abad ke-21 merupakan upaya yang beraneka ragam. Diperlukan campuran generasi baru dari sumber daya rendah karbon yang mencakup hidro, energi terbarukan dan nuklir, cara untuk menangkap karbon yang tidak memerlukan biaya miliaran dolar, dan cara untuk membuat jaringan pintar.

Kesulian Penyimpanan Baterai, Efek Jangka Panjang.

Tetapi teknologi baterai dan penyimpanan mengalami kesulitan mengimbangi. Dan mereka sangat penting untuk keberhasilan di dunia yang dibatasi karbon yang menggunakan sumber-sumber yang terputus-putus seperti matahari dan angin, atau yang mengkhawatirkan ketahanan dalam menghadapi bencana alam dan upaya jahat dalam sabotase.Kendala penyimpnan yang kurang kapasitas yang mampu menyimpan dalam waktu yang lama, untuk generasi berikutnya yang mempunyai kemampuan tetap bertahan sampai masa berlakunya habis. Untuk saat ini masih cukup mengandalkan sudah ada tapi penyimpanan generasi berikutnya.

Laporan fobes menekankan apa yang menjadi keputusan Departemen Energi untuk membangun kompleks penelitian jaringan listrik bernilai jutaan dolar di Pacific Northwest National Laboratory. Dan lebih baik, baterai yang lebih besar adalah komponen utama dari penelitian ini.

Jud Virden, Direktur Lab Associate PNNL untuk energi dan lingkungan, mencatat bahwa perlu waktu 40 tahun untuk mendapatkan baterai lithium-ion saat ini ke teknologi terkini.

Kami tidak memiliki 40 tahun untuk sampai ke tingkat berikutnya. Kita perlu melakukannya dalam 10.
Itu tidak seperti kita menganggur. Kami baru saja sukses luar biasa. Teknologi baterai terus membaik. Baru-baru ini, Jack Goodenough, penemu baterai Li-ion, keluar dengan menggunakan teknologi baterai cepat-pengisian baru yang menggunakan elektroda kaca bukan yang cair, natrium bukan lithium, dan mungkin memiliki kepadatan energi tiga kali lebih banyak sebagai baterai lithium-ion.

Kata Greg Cipriano, VP Business Development dan Co-Founder WattJoule, “Bekerja dengan mitra strategis kami, usulan kami, pendekatan ekstraksi multi-logam adalah kunci untuk menurunkan harga vanadium. Cara ekstraksi logam konvensional yang lama tidak efisien dan boros. Melangkah ke depan ini sama sekali tidak masuk akal secara ekonomi atau lingkungan. ”
Baterai lithium ion adalah apa yang kita ketahui sekarang. Mereka dapat mengemas banyak penyimpanan energi dalam baterai kecil dan ringan, menjadikannya baterai pilihan dalam elektronik kecil seperti laptop dan ponsel.

Tetapi baterai Li-ion memiliki masa operasi yang terlalu pendek dan memiliki masalah seperti pembangkit panas yang cepat. Untuk waktu dekat, mereka akan mendominasi ceruk volume kecil seperti perangkat pribadi dan kendaraan listrik, tetapi untuk pasar baterai komersial skala utilitas, kita membutuhkan sistem yang lebih besar yang bertahan lebih lama.

Teknologi Terbaru Baterai Vanadium

Teknologi terbaru yang muncul adalah baterai vanadium redox, juga dikenal sebagai baterai aliran-vanadium. Dan yang terbaik tampaknya dari WattJoule, terutama karena biayanya jauh lebih rendah daripada baterai V-flow lainnya.

Baterai V-flow sepenuhnya dikemas, nonflammable, kompak, dapat digunakan kembali selama siklus semi-tak terbatas, mengeluarkan 100% dari energi yang disimpan dan tidak mengalami degradasi selama lebih dari 20 tahun. Kerak bumi memiliki lebih banyak vanadium daripada litium, dan kami memproduksi V dua kali lebih banyak daripada Li setiap tahun.

Dan selain baterai, kami memiliki teknologi lain untuk menyimpan energi berselang, seperti penyimpanan energi termal, yang memungkinkan pendinginan dibuat pada malam hari dan disimpan untuk digunakan pada hari berikutnya pada masa puncak.

Saat ini, metode penyimpanan yang paling banyak digunakan adalah penyimpanan air yang dipompa, yang menggunakan listrik berlebih untuk memompa air ke reservoir di belakang bendungan. Kemudian, ketika permintaan energi tinggi, air yang tersimpan dilepaskan melalui turbin di bendungan untuk menghasilkan listrik.

Pompa air digunakan dalam 99% penyimpanan jaringan saat ini, tetapi ada kendala geologis dan lingkungan di mana pompa air dapat digunakan.

Kami bahkan telah melihat sistem penyimpanan energi berbasis gravitasi lainnya, seperti Advanced Rail Energy Storage, yang menggunakan surplus angin dan energi matahari untuk memindahkan jutaan pound batu ke atas di mobil rel listrik khusus yang terguling ke belakang, mengubah energi potensial gravitasi ini untuk listrik yang keluar ke jaringan.
Tetapi kita benar-benar membutuhkan penyimpanan baterai kimia skala utilitas untuk menangani intermittency cepat di kedua generasi (energi terbarukan) dan permintaan (perubahan cepat dalam penggunaan sepanjang hari komersial). Ini harus sangat besar tetapi sangat stabil dan tahan lama.

Sebagian besar baterai menggunakan dua bahan kimia yang mengubah valensi (atau mengisi atau redoks) sebagai respons terhadap aliran elektron yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik, dan sebaliknya. Baterai aliran-V menggunakan berbagai kondisi valensi vanadium untuk menyimpan dan melepaskan muatan dalam elektrolit berbasis air yang mengandung garam vanadium.

V dapat ada sebagai beberapa ion dari muatan berbeda dalam larutan, V (2 +, 3 +, 4 +, 5 +), masing-masing memiliki jumlah elektron yang berbeda di sekitar nukleus . Semakin sedikit elektron memberikan muatan positif yang lebih tinggi. Energi disimpan dengan menyediakan elektron yang menghasilkan V (2 +, 3 +), dan energi dilepaskan dengan kehilangan elektron untuk membentuk V (4 +, 5 +).

Baterai aliran terdiri dari dua tangki cairan, yang hanya duduk di sana sampai dibutuhkan. Ketika dipompa ke dalam reaktor kimia, dua larutan mengalir berdekatan satu sama lain melewati membran, dan menghasilkan muatan dengan menggerakkan elektron bolak-balik selama pengisian dan pemakaian.

Baterai jenis ini dapat menawarkan kapasitas energi yang hampir tidak terbatas hanya dengan menggunakan tangki penyimpanan elektrolit yang lebih besar. Ini dapat dibiarkan benar-benar habis untuk waktu yang lama tanpa efek buruk, membuat perawatan lebih mudah daripada baterai lainnya.

Komersialisasi sistem baterai aliran vanadium telah menderita dari tingginya biaya V. Jadi Anda harus menyimpan lebih banyak listrik dalam jumlah V yang sama melalui peningkatan kimia, dan peningkatan desain sel dan tumpukan. Atau menurunkan biaya V.

Mengekstraksi banyak logam dari sumber input kaya vanadium, baik bijih segar yang digali dari tanah atau terak, katalis bekas atau abu terbang berminyak – yang dianggap sebagai produk limbah industri – memberikan pendapatan tambahan. Logam non-vanadium, seperti besi, titanium, dan nikel, kemudian dijual dengan harga pasar yang mensubsidi ekstraksi vanadium.

Ada banyak abu terbang berminyak dan limbah batubara yang bisa didapat. Subsidi ini telah ditemukan untuk secara substansial mengimbangi biaya vanadium, dan dalam beberapa kasus dapat mengurangi biaya menjadi nol.

Bandingkan dengan penjualan vanadium hari ini ke pasar metalurgi komoditas yang sangat kompetitif dan didorong oleh biaya, yang merupakan transaksi sekali saja.

Baterai V-flow ini bisa sangat besar dan paling cocok untuk aplikasi skala industri dan utilitas. Mereka tidak akan pernah bisa masuk ke dalam mobil listrik, jadi baterai Tesla aman untuk saat ini. Tetapi baterai aliran-V mengungguli Li-ion, dan baterai padat lainnya, untuk aplikasi skala utilitas. Mereka hanya lebih aman, lebih skalabel, tahan lama, dan lebih murah – kurang dari setengah biaya per kWh.

Menyimpan energi untuk masa depan menjadi lebih penting karena pembangkit listrik berkembang dan kita harus lebih kreatif, dan lebih murah, daripada yang telah kita lakukan sejauh ini.

Advertisements