علمی، پژوهشی و فناوری

ساخت بزرگترین باتری جهان

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : 

شرکت فرم انرژی(Form Energy) مستقر در سامرویل ماساچوست قصد دارد یک کارخانه کاغذ و خمیر کاغذ سابق را در شهر لینکلن ایالت مین آمریکا به مکانی که بزرگترین تاسیسات باتری جهان را در خود جای خواهد داد، تبدیل کند و تا ۸۵ مگاوات برق را به شبکه برق ایالات متحده تزریق کند.

در حالی که سایر راه حل‌های ذخیره انرژی مانند نیروگاه‌های آبی ظرفیت بسیار بیشتری دارند، این اولین نصب در چنین مقیاسی با استفاده از فناوری باتری به تنهایی خواهد بود.

از آنجایی نحوه استحصال انرژی در جهان با افزایش پذیرش نیروگاه‌های بادی و خورشیدی سبزتر می‌شود، نیاز فوری به راه حل‌های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ نیز وجود دارد که بتواند انرژی تجدیدپذیر تولیدشده اضافی را ذخیره کند.

در حالی که ذخیره‌سازی هیدرولیکی می‌تواند چنین ظرفیت‌هایی را ارائه دهد، اما فرآیند ساخت و ساز دشواری دارد که در همه مکان‌ها امکان پذیر نیست.

باتری‌های لیتیوم-یونی در حال حاضر تنها راه حل برای ذخیره انرژی همه کاره هستند. با این حال، این فناوری گران است، ساعات خروجی محدودی دارد و همچنین با خطراتی، مخصوصاً در مناطقی با دمای بالا همراه است.

شرکت «فرم انرژی» از فناوری آهن-هوا استفاده می‌کند که هزینه استقرار آن یک دهم فناوری لیتیوم-یونی است و می‌تواند ۱۰۰ ساعت خروجی انرژی تولید کند، آتش نمی‌گیرد و همچنین بازیافت آن آسان‌تر است.

باتری آهن-هوا چگونه کار می‌کند؟

باتری‌های آهن-هوا از مواد ساده و در همه جا در دسترس استفاده می‌کنند که شامل آهن، آب و هواست. آنها برای عملیات خود از اصل برگشت‌پذیر زنگ زدگی و یک الکترولیت غیر قابل اشتعال مبتنی بر آب استفاده می‌کنند.

هنگامی که باتری تخلیه می‌شود، از اکسیژن هوا برای تبدیل آهن فلزی به اکسید آهن استفاده می‌کند و در طول فرآیند شارژ، اکسید آهن دوباره به آهن تبدیل می‌شود و اکسیژن خارج می‌شود.

یک ماژول باتری آهن-هوا به اندازه یک ماشین لباسشویی است و شامل حدود ۵۰ سلول است که هر کدام حدود سه فوت ارتفاع دارند و در الکترولیت غوطه‌ور هستند. سپس چندین ماژول در محفظه‌هایی قرار می‌گیرند که از آنها در برابر عناصر محافظت می‌کنند و می‌توانند بیشتر با هم در بلوک‌های قدرت در مقیاس مگاوات گروه‌بندی شوند.

شرکت فرم انرژی از بسته‌های باتری خود برای ذخیره ۸۵ مگاوات برق با سطح تخلیه شارژ ۱۰۰ ساعتی استفاده می‌کند که تاسیسات این شرکت را به بزرگترین باتری در جهان تبدیل می‌کند.

ساخت بزرگترین باتری جهان

تاکنون فهرست پروژه‌های تکمیل‌شده این شرکت شامل بسته‌های باتری با چند مگاوات توان خروجی است که عمدتاً برای شرکت‌های خدمات شهری ساخته شده‌اند. اکنون این شرکت به طور مستقل در حال انجام یک پروژه است که علاوه بر ثبت یک رکورد، مشکل کمبود انرژی در آن منطقه را نیز برطرف خواهد کرد.

این منطقه از ایالات متحده عرضه گاز فسیلی محدودی دارد، زیرا مسائل حفاظت از محیط زیست ساخت خطوط لوله جدید را ممنوع کرده است. بنابراین این منطقه برای تامین نیاز روزافزون انرژی خود به گاز طبیعی مایع وابسته است.

با این حال یک قانون، این منطقه را از خرید گاز آمریکایی باز می‌دارد و در عوض آن را ملزم می‌کند که آن را از بازارهای بین‌المللی تهیه کند. حتی پس از تهیه گاز بین المللی نیز این منطقه در طول ماه‌های زمستان با مانع دیگری مواجه است، چرا که سوخت اول به نیازهای گرمایشی اختصاص داده می‌شود و برای غلبه بر کمبود گاز، نفت سوزانده می‌شود که انتشار گازهای گلخانه‌ای را افزایش می‌دهد.

حالا این تاسیسات به ذخیره انرژی‌های تجدیدپذیر از پارک‌های بادی و خورشیدی کمک می‌کند و همچنین به رفع نیازهای شبکه در زمانی که توان خروجی کم است، کمک می‌کند.

از آنجایی که این امر از استفاده از ذخایر گاز نیز جلوگیری می‌کند، برای ساکنان منطقه یک وضعیت برد-برد محسوب می‌شود.

گفتنی است که وزارت انرژی آمریکا ۱۴۷ میلیون دلار برای ساخت این پروژه اختصاص داده است و انتظار می‌رود بزرگترین باتری جهان تا سال ۲۰۲۸ عملیاتی شود.