Logo Zephyrnet

La svolta nella tecnologia delle batterie Iron-Flow potrebbe sostituire le batterie al litio come "scelta migliore" per l'accumulo di energia rinnovabile

Data:

batterie iron-flow 2

La tecnologia Iron-flow di ESS viene implementata su larga scala negli Stati Uniti

Le reti elettriche mondiali scricchiolano sotto la pressione dei prezzi volatili dei combustibili fossili e l'imperativo di svezzare il mondo dalle fonti energetiche inquinanti. Una soluzione potrebbe essere a portata di mano, grazie a una batteria innovativa che rappresenta un'alternativa più economica alla tecnologia agli ioni di litio.

SB Energy Corp., una società statunitense di energie rinnovabili che fa parte del gruppo giapponese SoftBank Group Corp., sta effettuando un acquisto record delle batterie prodotte da ESS Inc. La società dell'Oregon afferma di disporre di una nuova tecnologia in grado di immagazzinare energia rinnovabile più a lungo e contribuire a superare alcuni dei problemi di affidabilità che hanno causato blackout in California e prezzi dell'energia record in Europa.

L'innovazione della batteria può aiutare a porre fine ai guasti della rete del globo
Batterie ESS Fotografo: Tojo Andrianarivo/Bloomberg

Le unità, che si basano su qualcosa chiamato "chimica del flusso di ferro", saranno utilizzate in progetti solari su scala industriale disseminati negli Stati Uniti, consentendo a quelle centrali elettriche di fornire elettricità per ore dopo il tramonto. SB Energy comprerà abbastanza batterie nei prossimi cinque anni per alimentare 50,000 case americane per un giorno.

"L'accumulo di energia a lunga durata, come questa batteria a flusso di ferro, è la chiave per aggiungere più energie rinnovabili alla rete", ha affermato Venkat Viswanathan, esperto di batterie e professore associato di ingegneria meccanica presso Università Carnegie Mellon.

L'innovazione della batteria può aiutare a porre fine ai guasti della rete del globo
Fondatore: Craig Evans: Credito: Tojo Andrianarivo/Bloomberg

ESS è stata fondata nel 2011 da Craig Evans, ora presidente, e Julia Song, chief technology officer. Hanno riconosciuto che mentre le batterie agli ioni di litio svolgeranno un ruolo chiave nell'elettrificazione dei trasporti, lo stoccaggio di energia su scala di rete di più lunga durata necessitava di una batteria diversa. Questo perché mentre il prezzo delle batterie agli ioni di litio è diminuito del 90% nell'ultimo decennio, i loro ingredienti, che a volte includono metalli costosi come cobalto e nichel, limitano la riduzione del prezzo.

Secondo ESS, l'accordo per 2 gigawattora di batterie vale almeno 300 milioni di dollari. Rich Hossfeld, amministratore delegato di SB Energy, ha affermato che il genio delle unità risiede nella loro semplicità.

L'innovazione della batteria può aiutare a porre fine ai guasti della rete del globo
Julia Song: Credito: Tojo Andrianarivo/Bloomberg

"La batteria è fatta di sale di ferro e acqua", ha detto Hossfeld. "A differenza delle batterie agli ioni di litio, le batterie a flusso di ferro sono davvero economiche da produrre".

Ogni batteria ha quattro componenti: due elettrodi tra i quali le particelle cariche si mescolano mentre la batteria viene caricata e scaricata, un elettrolita che consente alle particelle di fluire uniformemente e un separatore che impedisce ai due elettrodi di formare un cortocircuito.

Le batterie Flow, tuttavia, non assomigliano affatto alla batteria all'interno degli smartphone o delle auto elettriche. Questo perché l'elettrolita deve essere spostato fisicamente utilizzando le pompe mentre la batteria si carica o si scarica. Ciò rende queste batterie grandi, con il prodotto principale di ESS venduto all'interno di un container.

Ciò che occupano nello spazio, possono compensare i costi. Le batterie agli ioni di litio per l'archiviazione su scala di rete possono costare fino a $ 350 per kilowattora. Ma ESS afferma che la sua batteria potrebbe costare $ 200 per kWh o meno entro il 2025.

Fondamentalmente, l'aggiunta di capacità di stoccaggio per coprire interruzioni più lunghe in un impianto solare o eolico potrebbe non richiedere l'acquisto di una batteria completamente nuova. Le batterie a flusso richiedono solo elettrolita extra, che nel caso di ESS può costare fino a $ 20 per chilowattora.

"Questo è un grosso problema", ha affermato Eric Toone, responsabile scientifico di Breakthrough Energy Ventures, che ha investito in ESS. "Abbiamo parlato di batterie a flusso per sempre e ora sta succedendo davvero."

L'innovazione della batteria può aiutare a porre fine ai guasti della rete del globo
Un lavoratore presso la struttura ESS di Wilsonville, OR Credito: Tojo Andrianarivo/Bloomberg

La National Aeronautics and Space Administration degli Stati Uniti ha costruito una batteria a flusso già nel 1980. Poiché queste batterie utilizzavano l'acqua, rappresentavano un'opzione molto più sicura per le applicazioni spaziali rispetto alle batterie agli ioni di litio sviluppate in quel periodo, che erano famose per prendere fuoco. Hossfeld afferma di essere stato in grado di ottenere permessi per le batterie ESS, anche nella California soggetta a incendi, che non sarebbero stati concessi alle versioni agli ioni di litio.

Tuttavia, c'era un problema con le batterie a flusso di ferro. Durante la carica, la batteria può produrre una piccola quantità di idrogeno, sintomo di reazioni che, se non controllate, accorciano la vita della batteria. La principale innovazione di ESS, ha affermato Song, è stata un modo per mantenere l'idrogeno prodotto all'interno del sistema e quindi prolungarne enormemente la vita.

"Non appena si chiude il ciclo sull'idrogeno, si trasforma improvvisamente un prototipo di laboratorio in un'opzione di batteria commercialmente valida", ha affermato Viswanathan. La batteria a flusso di ferro di ESS può resistere a più di 20 anni di uso quotidiano senza perdere molte prestazioni, ha affermato Hossfeld.

L'innovazione della batteria può aiutare a porre fine ai guasti della rete del globo
I fogli di plastica vengono trattati con plasma presso lo stabilimento di produzione ESS di Wilsonville, OR
Credito: Tojo Andrianarivo/Bloomberg

Nello stabilimento dell'azienda vicino a Portland, i robot gialli ricoprono i fogli di plastica con sostanze chimiche e li incollano insieme per formare i nuclei della batteria. All'interno dei container, vasche piene di elettrolita alimentano ciascun elettrodo tramite pompe, consentendo alla batteria di assorbire energia rinnovabile quando splende il sole e rilasciarla quando fa buio.

È un primo passo promettente. La batteria di ESS è una soluzione economica che attualmente può fornire circa 12 ore di stoccaggio, ma le utility alla fine avranno bisogno di batterie che possano durare molto più a lungo man mano che vengono aggiunte più energie rinnovabili alla rete. All'inizio di questo mese, ad esempio, la mancanza di spazio di archiviazione ha contribuito a un picco record dei prezzi dell'energia elettrica in tutto il Regno Unito, quando la velocità del vento è rimasta bassa per settimane. Anche startup come Form Energy Inc. utilizzano il ferro, un materiale abbondante ed economico, per costruire nuove forme di batterie che potrebbero battere ESS sul prezzo.

Finora, ESS ha distribuito commercialmente 8 megawattora di batterie a flusso di ferro. La scorsa settimana, dopo una valutazione di sei mesi, l'utility spagnola Enel Green Power SpA ha firmato un unico accordo per ESS per costruire un importo equivalente. Hossfeld di SB Energy, che siede anche nel consiglio di amministrazione di ESS, ha affermato che la società probabilmente acquisterà ancora più capacità della batteria da ESS nei prossimi cinque anni.

Anche se i suoi libri degli ordini si riempiono, ESS deve affrontare una strada impegnativa. Portare nuove batterie sul mercato è notoriamente difficile e il settore è disseminato di startup fallite. Fondamentalmente, la tecnologia agli ioni di litio ha avuto un vantaggio e i clienti hanno più familiarità con i suoi pro e contro. ESS dovrà dimostrare che le sue batterie possono soddisfare le rigorose esigenze degli operatori delle centrali elettriche.

Il nuovo ordine dovrebbe aiutare ESS poiché sembra diventare pubblico entro poche settimane attraverso una società di acquisizione per scopi speciali con una valutazione di $ 1.07 miliardi. La quotazione farà guadagnare alla società 465 milioni di dollari, che prevede di utilizzare per aumentare le sue operazioni.

Contributi di Tom Metcalf

Platone Ai. Web3 reinventato. Intelligenza dei dati amplificata.
Clicca qui per accedere.

Fonte: https://genesisnanotech.wordpress.com/2021/10/06/iron-flow-battery-technology-breakthrough-could-displace-lithium-batteries-as-top-choice-for-renewable-energy-storage/

spot_img

L'ultima intelligenza

spot_img