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All’inizio degli anni 2000, il gas naturale a basso costo cominciò a eliminare il carbone dal business della produzione di energia negli Stati Uniti. Ora le energie rinnovabili a basso costo stanno cominciando a mettere da parte le centrali elettriche a gas, con l’aiuto di nuovi sistemi di stoccaggio dell’energia. Ridurre i costi di stoccaggio aiuterà a dare una marcia in più alla transizione energetica, e la startup olandese di batterie a flusso Aquabattery si aspetta che il semplice sale da cucina faccia il trucco.

Una nuova batteria a flusso salato per l'accumulo di energia a lunga durata

Se lo stai pensando nuova tecnologia delle batterie agli ioni di sodio è nel mix, è una buona ipotesi. I ricercatori hanno tenuto d'occhio sodio per sostituire il litio nelle batterie per veicoli elettrici agli ioni di litio, ma questo non è il tipo di sistema di accumulo di energia nella manica di Aquabattery.

Aquabattery è specializzata nella tecnologia delle batterie a flusso, che sfrutta la reazione chimica che si verifica quando due liquidi specializzati vengono messi in movimento insieme, separati solo da una sottile membrana.

Parliamo di una batteria a flusso auto elettrica si è imbattuto nel CleanTechnica radar di tanto in tanto, ma l’attenzione principale dell’attenzione delle batterie a flusso è sui sistemi di stoccaggio dell’energia stazionari e di lunga durata che potrebbero ridurre la necessità di costruire nuovi impianti di “picco” del gas, se non addirittura eliminarli del tutto.

Le batterie a flusso presentano numerosi vantaggi rispetto agli array di batterie agli ioni di litio convenzionali per l’accumulo stazionario di energia. Per cominciare, possono utilizzare materiali non tossici, non infiammabili e abbondanti in terra, il che riduce i costi all’estremità della catena di approvvigionamento.

Le batterie a flusso sono anche relativamente facili da ingrandire o ridurre, regolando strategicamente le dimensioni dei serbatoi di contenimento.

Aquabattery descrive la sua tecnologia distintiva come una “batteria a flusso acido-base basata sulla dissociazione reversibile dell’acqua”.

"La batteria immagazzina elettricità sotto forma di energia chimica in soluzioni acide, basiche e di acqua salata, che vengono conservate in serbatoi separati", spiega l'azienda. “Le pompe fanno circolare questi fluidi attraverso un power stack con elettrodi separati da membrane. Le membrane consentono lo scambio ionico tra gli elettroliti per generare elettricità.

Per quanto riguarda la scalabilità, Aquabattery ha coperto:

“La potenza erogata dipende dalla superficie degli elettrodi, mentre la durata di conservazione dipende dal volume dell’elettrolita. Ciò rende le batterie a flusso facilmente personalizzabili e adatte per applicazioni di lunga durata e implementazione su scala industriale”.

La ricerca della batteria Flow perfetta

La principale azienda energetica norvegese Statkraft è alla ricerca di soluzioni di stoccaggio energetico di lunga durata che soddisfino le esigenze del mercato energetico europeo. I tipici array agli ioni di litio durano 4-6 ore. Le batterie a flusso e altre nuove tecnologie di lunga durata garantiscono un'autonomia pari o superiore a 8 ore, compresi giorni e settimane di seguito.

Statkraft ha già una lunga e profonda impronta nello stoccaggio di energia a lungo termine, attraverso le sue partecipazioni nel settore dell’energia idroelettrica. Tuttavia, l’energia idroelettrica è limitata dalla geografia e dalla disponibilità di acqua. Le batterie a flusso fornirebbero a Statkraft una gamma molto più ampia di opportunità di stoccaggio, oltre ad evitare le conseguenti infrastrutture e la geoingegneria richieste dai nuovi sistemi idroelettrici.

Se ti stai chiedendo perché non costruire semplicemente array più grandi di batterie agli ioni di litio, questa è una buona domanda. Statkraft ha valutato che la tecnologia agli ioni di litio è utile in alcuni contesti, ma non in altri.

"Le batterie agli ioni di litio sono innanzitutto una buona soluzione per il bilanciamento a breve termine della rete, da pochi secondi a un'ora", spiega Matthias Holzenkamp, ​​responsabile della gestione patrimoniale commerciale della filiale tedesca di Statkraft.

"Le batterie sono in grado di fornire grandi quantità di energia in un breve periodo di tempo e sono quindi molto efficaci nel far fronte alle fluttuazioni a breve termine della fornitura di energia", aggiunge. “Le batterie possono anche essere utili per il bilanciamento nel corso di una giornata, ma spesso competono con altre tecnologie più economiche”.

Holzencamp prevede un uso continuato delle batterie convenzionali nelle regioni in cui la disponibilità di energia eolica o solare è abbastanza consistente. Tuttavia, la necessità di uno stoccaggio energetico di lunga durata è chiara in Europa, dove i modelli meteorologici sono più variabili.

"Il mercato europeo ha bisogno soprattutto di flessibilità a lungo termine nell'arco di giorni e settimane", sottolinea. “Ad esempio, se accumuli energia per compensare una settimana senza sole, hai bisogno di una batteria enorme, e non sarebbe redditizio perché la batteria viene utilizzata raramente", afferma. “Le batterie sono molto costose e quindi necessitano di molte ore di funzionamento per essere ripagate.”

Statkraft incontra Aquabattery

Negli ultimi anni sono emerse dal laboratorio molte batterie a flusso nuove e diverse, tra cui una formula di bromo di zinco esplorato per la prima volta da Exxon negli anni '1970.

Statkraft sembra aver trovato quello che cerca in Aquabattery. La settimana scorsa le due società hanno annunciato una nuova partnership volta al test pilota della batteria a flusso di sale da cucina di Aquabattery in una località nella città olandese di Delft.

Se tutto andrà secondo i piani, i benefici della transizione energetica saranno significativi.

“Lo stoccaggio di energia a lunga durata può essere utilizzato per spostare l’energia dalle ore di punta a quelle di bassa generazione e per differire costosi investimenti nelle infrastrutture di rete. Potrebbe anche alleviare la congestione della rete che oggi rappresenta un problema in molti paesi e costituisce un ostacolo impianti eolici e solari dalla connessione alla rete”, spiega Statkraft.

Lo scopriremo abbastanza presto. Si prevede che il test pilota durerà 6-12 mesi e fornirà informazioni sufficienti per valutare la scalabilità e l'idoneità del sistema per l'applicazione commerciale.

Statkraft prevede che la batteria a flusso di Aquabattery fornirà un accumulo di energia di lunga durata per un minimo di otto ore per i principianti, fino a "più giorni o settimane".

Gli Stati Uniti catturano la febbre da batteria a flusso

Le batterie a flusso sarebbero adatte anche per il mercato statunitense, e l’esercito americano sta già pianificando di condividere l’amore per le batterie a flusso. All'inizio di quest'anno è iniziato l'Esercito testare le batterie a flusso sviluppato da Lockheed Martin a Fort Carson in Colorado. Se ciò che vedono piacerà, le batterie a flusso potrebbero essere installate presso le strutture del Dipartimento della Difesa in tutto il mondo, così come qui negli Stati Uniti.

Sul caso è intervenuto anche il Dipartimento dell’Energia americano. L'Argonne National Laboratory dell'agenzia, ad esempio, ha valutato il comportamento delle batterie a flusso nelle microreti con un occhio di riguardo adozione diffusa delle stazioni di ricarica per veicoli elettrici.

Lo scorso luglio il Dipartimento dell'Energia ha espresso un forte sostegno alla tecnologia delle batterie a flusso nel suo nuovo progetto Risultati di Storage 2030 rapporto. “Con la promessa di uno stoccaggio energetico più economico e affidabile, le batterie a flusso sono pronte a trasformarsi il modo in cui alimentiamo le nostre case e le nostre attività e inauguriamo una nuova era di energia sostenibile”, ha affermato entusiasta l’agenzia.

Questo resta da vedere. Tuttavia, il Dipartimento dell’Energia elenca anche diverse nuove significative implementazioni di batterie a flusso commerciale negli Stati Uniti e altrove, indicando che il settore è pronto per il debutto.

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Immagine: Statkraft, la principale azienda energetica norvegese, ha collaborato con la startup olandese Aquabattery per valutare le prestazioni di una batteria a flusso a base di sale da cucina (per gentile concessione di Aquabattery).

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• Fonte: https://cleantechnica.com/2023/12/10/flow-battery-table-salt-long-duration-energy-storage/