Oh die Ironie, es brennt. Der frühere Präsident Trump pries sich selbst als Retter der US-Bergleute an, aber während seiner gesamten Amtszeit bereitete das US-Energieministerium die Voraussetzungen für eine globale Dekarbonisierung. In der jüngsten Illustration des tiefen Zustands bei der Arbeit hat DOE die 2020 Energy Storage Grand Challenge eingesetzt, um 20 Millionen US-Dollar in die Skalierung der nationalen Produktion und Lieferkette für Durchflussbatterien zu investieren.

Flow Batteries & The Energy Storage Große Herausforderung

Der Energiespeicher Große Herausforderung Bereits wenige Wochen, nachdem Energieminister Dan Brouillette als Leiter der Agentur gewonnen worden war, wurde er im Januar 153 mit einer Finanzierung von 2020 Millionen US-Dollar gestartet. Anscheinend hat Brouillette das Memo über die Rettung von Kohlejobs nicht erhalten, weil er begeistert war kündigte die neue Batterieinitiative in Höhe von 153 Millionen US-Dollar an bei einer der bekanntesten Medienveranstaltungen in Technologiekreisen, der CES 2020 in Las Vegas.

DOE bezeichnete die Energy Storage Challenge als "ein umfassendes Programm zur Beschleunigung der Entwicklung, Vermarktung und Nutzung von Energiespeichertechnologien der nächsten Generation und zur Aufrechterhaltung der weltweiten Führungsrolle der USA bei der Energiespeicherung".

Unausgesprochen blieb der Teil, in dem Energiespeicher Kohle, Gas und Öl töten, indem sie mehr Wind- und Sonnenenergie in die Stromerzeugungslandschaft des Landes saugen.

Brouillettes Dreh am Steuer endete mit dem Amtsantritt von Präsident Biden, aber die Energy Storage Grand Challenge hat sich unter der Leitung der neu geprägten Energieministerin Jennifer M. Granholm weiterhin nahtlos durch die Agentur bewegt.

Offensichtlich haben Flow-Batterien den Schnitt gemacht. DOE basiert auf einer Roadmap, die im Rahmen der Energy Storage Challenge entwickelt wurde, und ist entschlossen, die Herstellung von Durchflussbatterien zu vergrößern. Es wurde angekündigt die neue 20-Millionen-Dollar-Initiative für Durchflussbatterien letzte Woche durch seine Erweitertes Fertigungsbüro.

"Um den USA bei der Entwicklung und Bereitstellung von Energiespeichern eine Vorreiterrolle zu spielen, startete das DOE die Energy Storage Grand Challenge (ESGC) und veröffentlichte die ESGC-Roadmap, die auf Rückmeldungen und Kommentaren der Energiespeicher-Community basiert", erklärte DOE und fügte hinzu: " Die Abteilung setzt ihre umfangreichen Ressourcen und ihr Fachwissen ein, um die Herausforderungen der Technologieentwicklung, Kommerzialisierung, Herstellung, Bewertung und Belegschaft zu bewältigen und die USA für die weltweite Führungsposition bei Energiespeichertechnologien der Zukunft zu positionieren. “

„Durch Investitionen in in Amerika hergestellte Technologien für saubere Energie nutzt das Energieministerium den Innovationsgeist unseres Landes, um ein gerechtes und nachhaltiges Energiesystem aufzubauen“, betonte Granholm.

US DOE Hearts Flow-Batterien für die Energiespeicherung im Netzmaßstab

Die Technologie hinter Flow-Batterien Ist einfach. Wenn zwei speziell formulierte Flüssigkeiten nebeneinander fließen, erzeugen sie Elektrizität. Der Rest besteht lediglich aus Tanks, Pumpen und einer Membran, um die beiden Flüssigkeiten getrennt zu halten (oder auch nicht).

Stakeholder von Elektrofahrzeugen waren an einem Punkt Augapfel-Flow-Batterien, aber das Hauptziel ist die stationäre Energiespeicherung.

Warum Lithium-Ionen-Batterien nicht den Trick machen, tun sie. Sie tun einfach nicht genug, um eine schnelle Dekarbonisierung zu ermöglichen. Der Lithium-Ionen-Energiespeicher ist für viele Anwendungsfälle ausreichend, DOE strebt jedoch Skalierung und Dauer an.

Für alle, die sich mit der neuesten Lithium-Ionen-Technologie beschäftigen, gut altmodisch gepumpte Wasserkraft bietet noch heute 97% der Speicherkapazität in den USA. Neue Batterietechnologie ist erforderlich, um die wachsende Nachfrage zu befriedigen.

Um die Herausforderung, eine andere Massenspeichertechnologie außerhalb des Pumpwassers zu finden, aus einer Perspektive zu betrachten, haben die USA ab 2018 kaum noch daran geschabt 870 Megawattstunden Batteriekapazität. DOE geht davon aus, dass der Bedarf an Batterieenergiespeichern (dh außerhalb von Pumpwasserkraft) bis 300 2030 Gigawattstunden übersteigen wird.

DOE hat F & E-Dollars in alle Arten von Massensystemen gesteckt und ist besonders begeistert von Durchflussbatterien.

„Die einzigartige Architektur von Durchflussbatterien, die aus elektrochemischen Zellstapeln, Lagertanks und Durchflusssystemen besteht, ermöglicht die Entkopplung von Strom und Energie und bietet eine große Systemflexibilität (dh eine Vereinfachung der Anpassung der Systemgröße an die sich ständig ändernden Anforderungen) Forderungen) “, schwärmen sie. Unter den Vorteilen, die sie auflisten:

• Durchflussbatterien halten sehr lange. Sie können in 10,000 Jahren mehr als 20 Mal Rad fahren.
• Sie können für viele verschiedene Anwendungsfälle geeignet sein, da sie modular aufgebaut und leicht skalierbar sind.
• Die Sicherheitsrisiken sind geringer als bei anderen Arten der Energiespeicherung.
• Um die grüne Lilie zu vergolden, könnte die Flüssigkeit in Durchflussbatterien auf Eisensulfat oder anderen Nebenprodukten der Stahlherstellung basieren, die die unterstützen Nachhaltigkeit der Lieferkette Ziel und Kreislaufwirtschaft.

Also, was ist das Problem?

Die Energieabteilung ist mit dem Bereitschaftszustand der Durchflussbatterietechnologie zufrieden, aber da es kein kostenloses Mittagessen gibt, bestehen weiterhin Probleme im Bereich der Fertigungsbereitschaft.

„Die Fähigkeit, Durchflussbatteriesysteme mit ausreichender Größe herzustellen, ist erforderlich, um den erwarteten Bedarf an stationären Netzspeichern zu decken“, erklärt er. "Die aktuellen Größen von Durchflussbatteriezellen, in denen die fortschrittlichsten Materialien und Komponenten demonstriert wurden, liegen um Größenordnungen unter den für den kommerziellen Einsatz relevanten Systemgrößen."

„… Es besteht Bedarf an Produktionsanlagen, in denen große Mengen an Elektrolyten und entsprechenden großen Batteriesystemkomponenten hergestellt werden können, um die Kapazität zur Deckung des prognostizierten Energiespeicherbedarfs bereitzustellen“, fügt er hinzu.

Flow-Batterie-Unternehmen, die einen Teil dieser 20-Millionen-Dollar-Finanzierung erhalten möchten, werden ihre Arbeit für sie ausschneiden müssen. Sie müssen zunächst Projekte entwickeln, die ein kostengünstiges Scale-up demonstrieren. Sie müssen auch einen Prototyp mithilfe skalierter Prozesse herstellen und mit der Lieferkette für die Herstellung von Durchflussbatterien zusammenarbeiten, um dem gesamten Fertigungsökosystem einen Schub zu verleihen.

Breites Netz für Energiespeicher der nächsten Generation

Vanadium (nicht Vibranium) ist derzeit die Grundlage für viele Flow-Batterie-Aktivitäten, aber die neue Finanzierungsrunde wirft ein breites Netz. In keiner bestimmten Reihenfolge sind hier einige Entwicklungen aufgeführt, die kürzlich die Grenze überschritten haben SauberTechnica Radar. Seien Sie nicht überrascht, wenn diese Namen auftauchen, wenn es darum geht, die Herstellung von Durchflussbatterien in den USA und weltweit zu vergrößern.

Das Energieministerium und das US-Verteidigungsministerium sind an der Firma interessiert ESS (auch bekannt als Energy Storage Solutions), die mit einem All-Iron-Flow-Batterie Formel. Ihre skalierbare Lösung kann je nach Bedarf 6 bis 16 Stunden dauern.

Letztes Jahr startete Bill Gates Form Energie begann mit der Arbeit an ein Flow-Batterie-Projekt in MinnesotaEinsatz von Technologie SauberTechnica als "unkonventionell" beschrieben. Ziel ist ein Entladezyklus von 150 Stunden.

Drüben in Schottland, Großbritannien Invinity Energiesysteme hat seine Vanadium-Flow-Batterie mit einem Gezeitenenergiesystem verbunden, das darauf abzielt grünen Wasserstoff produzieren, die selbst eine andere Form der Energiespeicherung ist.

Eine große Sache, die man im Auge behalten sollte, ist ein Mashup zwischen dem globalen Riesen Chemours Chemical und die Durchflussbatteriefirma UET, mit dem Ziel, eine Chemours-Membran zu einem Industriestandard zu machen.

In der Zwischenzeit hat ein Forschungsteam in Harvard angeschlagen eine Durchflussbatterie der nächsten Generation basierend auf Chinonmolekülen mit Unterstützung der Das hochmoderne Finanzierungsbüro von DOE, ARPA-E, also behalte das im Auge.

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Bildquelle: ARPA-E mit freundlicher Genehmigung der Harvard University.