септември 3, 2024

Бъдещето на енергетиката: Новата водородна батерия е 10 пъти по-евтина от аналозите

Швейцарски учени измислиха нов начин за използване на обикновеното желязо за съхранение на водород. Чрез вкарване на водород в резервоари, направени от три тънки слоя неръждаема стомана, те са създали батерии, способни да съхраняват 10 MWh енергия в продължение на месеци, без да губят капацитет. Всичко това благодарение на процеса на образуване на ръжда, който се използва и в желязно-въздушните батерии. Това е евтино, просто и надеждно решение.

До средата на 21-ви век Швейцария планира да задоволява 40% от нуждите си от електроенергия от слънчева светлина. Проблемът със слънчевата енергия, особено в тази страна, е, че през лятото тя е твърде много, а през зимата – твърде малко. Очевидно е, че излишъкът трябва да се складира. За тази цел правителството планира да използва различни устройства за съхранение, включително такива на водородна основа. През лятото водните молекули могат да бъдат разградени, а през зимата водородът може да се използва като чисто гориво. Проблемът е, че дългосрочното съхранение на силно летливия газ изисква много енергия и е рисковано. По-безопасно и по-евтино е водородът да се съхранява под формата на ръжда.

Специалистите от Технологичното училище в Цюрих са взели за основа метода на оьзползване на разтопяването на чугуна, който е известен още от XIX век, пише IE. В стоманен реактор, в който се подава желязна руда с температура 400 градуса по Целзий, се вкарва горивен газ. Водородът освобождава кислорода от железния оксид или ръждата, а на изхода се получават вода и желязо. Резултатът е вид батерия, която може да съхранява енергия в продължение на месеци без значителни загуби.

През зимните месеци, когато търсенето на енергия е по-голямо, в реактора се подава гореща пара. Това предизвиква обратна реакция, при която се получават ръжда и газообразен водород. Той може да се използва за генериране на електроенергия в горивни клетки и/или за въртене на турбини.

Най-важното предимство на този метод за съхранение на енергия е, че той е евтин и прост. Използваните материали не се нуждаят от предварителна обработка и са лесно достъпни навсякъде по света. Капацитетът на батерията може лесно да се увеличи чрез добавяне на повече реактори. Материалите издържат години наред, без да се налага да бъдат подменяни.

За да демонстрират възможностите на технологията, инженерите са построили три такива реактора на територията на университета. Всеки от тях съдържа 10 MWh водород, който след преобразуване може да произведе 4-6 MWh енергия.

Въпреки че загубите достигат до 60%, изследователите възнамеряват да тестват технологията в по-голям мащаб. Те планират да изградят съоръжение за съхранение на 4 GW*h енергия с обем 2000 кубични метра. Подобна батерия ще може да задоволява една пета от зимните нужди на кампуса – и е десет пъти по-евтина от сега съществуващите методи.

source

Сподели: