ABD’li bir şirket, ülkenin enerji sektörünün karbondan arındırılmasına lityum iyon depolama sistemlerinden daha ucuza ve yerli malzemelerle yardımcı olabileceğini söylediği büyük bir pil tasarlıyor.
“Demir-hava pili” olarak bilinen konsept, ABD’li uzmanları etkiledi. Çoğunlukla diğer ülkelerden lityum, kobalt, nikel ve grafit gibi pahalı malzemeler gerektiren mevcut lityum-iyon pillerin aksine, önerilen pil, yaygın olarak bulunan demir metali kullanarak elektriği depolar.
Bilim adamlarının “tersine çevrilebilir paslanma” ilkesi dediği şeye göre çalışır. Demirin düşük maliyeti ve yüksek mevcudiyeti, demir-hava pillerinin düşük güneş ve rüzgar enerjisi üretimi dönemlerinde birkaç gün elektrik depolamasına izin verebilir. Böyle bir demir-hava pili, Massachusetts merkezli ve eski bir Tesla Inc. yetkilisinin ortak yönetimindeki Form Energy tarafından tasarlanıyor.
George Crabtree’ye göre, demir-hava pilleri ilk olarak 1970’lerin başında elektrikli araçlar gibi uygulamalar için çalışılmış olsa da, daha yakın tarihli araştırmalar, bunun ülkenin kamu hizmetleri için gelecekteki yeşil elektrik enerjisi tedarikini genişletmek için “önde gelen bir rakip” olabileceğini gösteriyor. Argonne Ulusal Laboratuvarı Enerji Depolama Araştırmaları Ortak Merkezi direktörü.
Arabalarda ve kamu hizmeti ölçeğinde depolama için kullanılan lityum-iyon piller, elektriği yaklaşık dört saat boyunca boşaltır. Çok daha büyük olan demir-hava pili, 100 saate kadar güç depolayabilir ve ardından boşaltabilir, bu da kamu kuruluşlarına ABD şebekelerinde meydana gelebilecek yenilenebilir enerji açıklarını kapatmak için dört günlük elektrik sağlar.
Bir fizikçi olan Crabtree, demir-hava pilinin ABD’nin endüstriyel operasyonları karbonsuzlaştırmasına yardımcı olacağını ve Savunma Bakanlığı’nın yenilenebilir enerjiye daha fazla güvenme planlarını destekleyeceğini öngördü.
Crabtree, ABD’li araştırmacıların 1970 yılında lityum-iyon pilin icat edilmesine yardım etmesine rağmen, pazara ulaşmasının 1991 yılına kadar sürdüğünü belirtti. Bir Japon şirketi olan Sony Group Corp., onu ilk satan şirket oldu. Bunun ardından liderliği Çin merkezli şirketler aldı ve dünya lityum iyon pil pazarına hakim olmaya devam ediyorlar.
Form Energy 2017’de doğdu. Biri Tesla’nın eski bir yöneticisi olan Mateo Jaramillo tarafından yönetilen iki küçük ABD enerji depolama şirketinin konsolidasyonundan doğdu.
Kurucu ortaklar, yeni bir düşük maliyetli çok günlü pil sınıfı oluşturarak küresel elektrik sistemini yeniden şekillendirme vizyonunu paylaştılar. Rekabetçi ve yerel olarak üretilmiş bir pil yapmak için birkaç farklı kimyayı test etmeye başladılar.
Bir demir levha, su bazlı bir elektrolit ve aküye kontrollü bir hava akımı besleyen bir zar içeren demir-hava aküsüne indiler. Batarya boşalırken havadaki oksijeni solur ve demir metali pasa dönüştürür. Şarj olurken, bir elektrik akımı pası tekrar demire dönüştürür ve pil oksijeni dışarı verir.
Şirket, kuruluşundan bu yana aralarında Bill Gates’in Breakthrough Energy Ventures ve Lüksemburg merkezli çok uluslu bir çelik şirketi olan ArcelorMittal SA’nın da bulunduğu yatırımcılardan 832 milyon $ topladı.
Form Energy, 2021’den bu yana iki kamu kuruluşu için pil depolama tesisi inşa etmek üzere sözleşmeler imzaladı. Biri, Southern Co.’nun en büyük yan kuruluşu olan Georgia Power Co.’dur. Diğeri, elektrik kooperatiflerine güç sağlayan Minnesota’nın en büyük ikinci elektrik kuruluşu olan Great River Energy’dir.
Form Energy, çelik şirketinin Form Energy’ye tedarik edeceği demir malzemeleri geliştirmek için ArcelorMittal ile birlikte çalışıyor. Pil şirketi, ilk fabrikasının inşaatını ne zaman duyuracağını veya nerede olacağını söylemeyi reddetti.
Jaramillo bir röportajda “Henüz bundan bahsetmiyoruz” dedi.
Şirketinin yönetici ekibi, baş bilim sorumlusu ve Massachusetts Institute of Technology’de ders veren bir malzeme uzmanı olan Yet-Ming Chiang’ı içeriyor. 100’den fazla ABD patentine sahiptir.
Ev tipi yıkayıcı-kurutucu kombinasyonu büyüklüğündeki ilk depolama pili, arabalar için çok büyük ve ağır olacaktır, ancak maliyetinin onda biri olacağından, kullanım ölçeğinde depolama için lityum-iyon pillerin yerini alabilir. Form Energy’ye göre kapasitesi çok daha büyük olacak.
Jaramillo, Harvard Üniversitesi’nden ekonomi derecesi ile mezun oldu ve daha sonra Yale İlahiyat Okulu’nda teoloji okudu.
Dini çalışmaları hakkında “Muhtemelen bana ifade edebileceğimden daha fazla şekilde yardımcı oldu” dedi. “Bu dünyada çözümlerin neye benzediği konusunda topraklanmama yardımcı oldu. Mükemmel hiçbir şey yok.”
Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan Crabtree, Form Energy’nin şimdiye kadarki başarılarından etkilendiğini söylüyor. ABD’nin lityum-iyon pili geliştirmek için 21 yıllık çabasıyla karşılaştırıldığında, Form Energy demir-hava pilini dokuz yıldan daha kısa bir sürede geliştirebilir.
“İklim değişikliği söz konusu olduğunda hızlı hareket etmenin mümkün olduğunu gösteriyor. Kritik cevap bu,” dedi Crabtree.
yeniden basıldı E&E Haberleri POLITICO, LLC’nin izniyle. Telif Hakkı 2022. E&E News, enerji ve çevre profesyonelleri için önemli haberler sunar.
Kaynak : https://www.scientificamerican.com/article/rusty-batteries-could-greatly-improve-grid-energy-storage/