Гвоздене батерије: Будућност одрживе производње батерија

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Може 9, 2024

Сажетак увида

Гвоздене батерије нуде обећавајући пут даље од тренутног ослањања на литијум-јонске батерије, које су познате по својој високој густини енергије, али и по својим еколошким и безбедносним недостацима. Гвоздене батерије, које користе уобичајене и безбедне материјале као што су гвожђе и ваздух, обећавају еколошки прихватљивије и скалабилније решење за складиштење енергије, са могућношћу складиштења енергије на знатно дуже периоде. Ова промена би могла да промени начин на који се енергија складишти и користи у домовима и индустријама, што би довело до веће стабилности у снабдевању обновљивим изворима енергије.

Контекст гвоздених батерија

Гвоздене батерије су потенцијална алтернатива литијум-јонским који доминирају на тржишту електричних возила, преносиве електронике и решења за складиштење на мрежи. Литијум-јонске батерије, које се истичу у испоруци велике густине енергије, суочавају се са изазовима у погледу доступности ресурса и забринутости за безбедност. Насупрот томе, гвоздене батерије користе обилне и нетоксичне материјале, као што су гвожђе, ваздух и, у неким случајевима, со и вода. Овај састав се бави еколошким и безбедносним питањима рударења литијума и одлагања батерија.

Принцип рада гвожђе-ваздух батерија, како су га истражиле компаније попут Форм Енерги-а и истраживачких иницијатива које датирају из НАСА-иних експеримената из 1960-их, заснива се на електрохемијском процесу „обрнуте рђе“. Овај процес укључује оксидацију гвожђа у ваздуху за складиштење енергије и редукцију гвожђег оксида назад у гвожђе за ослобађање енергије. Овај механизам омогућава економично и скалабилно складиштење. Штавише, гвожђе-ваздух батерије имају знатно дуже трајање складиштења, до 100 сати, у поређењу са отприлике четири сата које нуде литијум-јонске батерије.

Компанија за чисту енергију ЕСС је 2022. развила батерије са протоком гвожђа које користе раствор течног електролита, омогућавајући раздвајање капацитета складиштења енергије од капацитета за производњу енергије. Овај дизајн омогућава исплативо скалирање складиштења енергије, што је критична карактеристика за испуњавање захтева за складиштење у мрежи и стабилизацију снабдевања обновљивим изворима енергије. Сарадња између ЕСС-а и Портланд Генерал Елецтриц-а на изградњи великог постројења за гвоздене батерије наглашава све веће препознавање потенцијала гвоздених батерија да побољшају отпорност мреже и подрже прелазак на обновљиве изворе енергије.

Ометајући утицај

Како гвоздене батерије постају све распрострањеније, оне би могле да омогуће домаћинствима да складиште вишак енергије произведене из обновљивих извора као што су соларни панели, смањујући ослањање на нестабилне системе мреже и смањујући трошкове енергије. Ова промена би такође могла да оснажи појединце да активно учествују на енергетском тржишту, продајући вишак енергије назад у мрежу током периода највеће потражње. Штавише, безбедност батерија на бази гвожђа и предности за животну средину могле би да ублаже забринутост због опасних материјала у кућама.

За компаније, помак ка технологији гвоздених батерија сигнализира потребу да се прилагоде стратегије и операције како би се искористио овај тренд у настајању. Индустрије које захтевају решења за складиштење енергије великих размера, као што су комунална предузећа и добављачи обновљивих извора енергије, могу сматрати да су гвоздене батерије исплатив начин за управљање снабдевањем и потражњом за енергијом, посебно током сати ван шпица. Овај тренд би могао да доведе до стабилнијих цена енергије и побољшања поузданости мреже, подстичући даља улагања у пројекте обновљиве енергије. 

Локалне и националне власти ће можда морати да уведу прописе и подстицаје за подстицање усвајања гвоздених батерија, као што су субвенције за чиста решења за складиштење енергије или стандарде за рециклажу батерија како би се осигурала заштита животне средине. На међународном плану, сарадња на истраживању и развоју технологије гвоздених батерија могла би да постане централна тачка енергетске политике, промовишући глобални приступ приступачним и чистим решењима за складиштење енергије. Овај тренд би такође могао утицати на политику енергетске безбедности, јер би земље богате ресурсима гвожђа могле да добију стратешки значај на глобалном енергетском тржишту.

Импликације гвоздених батерија

Шире импликације гвоздених батерија могу укључивати: 

• Повећане могућности запошљавања у регионима са богатим ресурсима гвожђа, јачање локалне економије и смањење стопе незапослености.
• Померања на глобалним енергетским тржиштима ка земљама са значајним капацитетима за производњу гвоздених батерија, мењају динамику међународне трговине.
• Повећана стабилност мреже и смањење инцидената нестанка струје, побољшање јавне безбедности и квалитета живота.
• Смањени трошкови складиштења обновљиве енергије, чинећи зелене технологије приступачнијим домаћинствима са нижим приходима.
• Нови пословни модели у енергетском сектору, са фокусом на децентрализовану производњу и системе складиштења енергије у заједници.
• Владе улажу више у истраживање и развој за одржива решења за складиштење енергије, што доводи до технолошког напретка у другим секторима.
• Повећан политички фокус на обезбеђивање ланаца снабдевања гвожђем, што потенцијално доводи до нових савеза и сукоба.
• Пораст потражње потрошача за енергетски независним домовима и предузећима, подстичући иновације у стамбеним и комерцијалним енергетским решењима.

Питања која треба размотрити

• Како развој технологије гвоздених батерија може утицати на ваше одлуке приликом куповине електронике или возила?
• Како побољшани системи за складиштење енергије могу утицати на спремност за хитне случајеве и реаговање у вашем подручју?