Ученые из разных стран и научных учреждений продолжают изобретать новые технологии хранения энергии, которые позволят реализовать в полной мере весь потенциал возобновляемых источников, таких, как солнечный свет и ветер, которые, как известно, имеют весьма непостоянный характер. Группа исследователей из лаборатории PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) также работает в этом направлении, и их последней разработкой является так называемая "спящая" батарея, способная аккумулировать достаточно большое количество энергии и хранить ее практически без потерь на протяжении нескольких месяцев.
В своей разработке ученые PNNL использовали достаточно распространенную технологию, в которой в качестве электролита батареи используется расплав определенных видов солей. Такие батареи разрабатываются уже почти 50 лет, и некоторые наиболее удачные разработки применяются в качестве буферных накопителей, компенсирующих суточные перепады нагрузок в энергетических сетях.
Напомним нашим читателям, что батареи на расплавах солей практически не отличаются от обычных аккумуляторных батарей по принципам их устройства. У них есть электроды, катод и анод, и жидкий электролит. Только вот такие батареи гораздо дешевле других типов батарей из-за того, что в их конструкциях используются недорогие и распространенные материалы. Более того, если заряженную батарею охладить, то расплавленные соли кристаллизуются и превращаются в твердое тело, что и использовали ученые из PNNL.
В "спящей" батарее имеется алюминиевый анод и никелевый катод, погруженные в электролит из расплавленных солей, в который, для увеличения электрической емкости, добавлены соединения, содержащие серу. Батарея заряжается очень просто - путем ее нагрева до 180 градусов Цельсия и пропускания через нее электрического тока. Ионы электролита перемещаются к соответствующим электродам, а дальнейшее охлаждение и кристаллизация электролита фиксирует их на месте, "замораживая" в таком виде накопленную электрохимическую энергию. Для извлечения накопленной энергии батарею необходимо снова нагреть до указанной выше рабочей температуры.
Первый опытный образец "спящей" батареи имеет размер, сопоставимый с размером хоккейной шайбы, но ученые не видят особых проблем с увеличением размеров батарей до гораздо больших размеров. Теоретическая плотность хранения энергии составляет 260 Вт*ч на килограмм, что выше аналогичного показателя свинцово-кислотных и проточных батарей. С экономической точки зрения, стоимость материалов составляет сейчас 23 американских доллара в перерасчете на 1 кВт*ч хранимой энергии, но в будущем, путем замены некоторых материалов на более недорогие, эта стоимость может быть снижена до 6 долларов.
Во время тестирования опытный образец "спящей" батареи оказался способен сохранить 92 процента от первоначального заряда на протяжении 12 недель. А дальнейшее совершенствование данной технологии, включая более точный подбор состава солевого электролита, позволит в будущем увеличить этот срок в несколько раз.
В конечном счете "спящая" батарея может стать основным компонентом систем сезонного аккумулирования энергии, накапливая ее летом или во время ветреных сезонов, и отдавая ее в менее благоприятные периоды.
"Можно предположить, что это будет установка, размещаемая в стандартном 6 или 12-метровом контейнере, который будет установлен возле солнечной или ветряной электростанции" - пишут ученые, - "Эта батарея заряжается весной и летом, а затем транспортируется к электрической подстанции, где она будет отдавать энергию в пиковые моменты потребления на отопление в зимний период или на кондиционирование - во время летней жары".
