Инженеры из Университета Ньюкасла придумали удивительно простую новую систему хранения энергии, построенную на блоках, которые хранят тепловую энергию, как расплавленная шоколадная крошка в кексе. Команда утверждает, что они эффективны, масштабируемы, безопасны, недороги и могут использоваться на существующих угольных электростанциях.
Возобновляемая энергия - ключевой компонент любого плана по уменьшению нашего воздействия на планету, но хранение остается серьезным препятствием на пути к жизнеспособности этих систем. Недавние решения включают в себя огромные литий-ионные батареи Tesla или хранение энергии в нетрадиционных формах, таких как расплавленная соль или кремний, тяжелые железнодорожные вагоны на крутых склонах и s огромные блоки, подвешенные в шахтах или сложенные в башнях.
И теперь в списке появилась новая запись - блоки из сплава с зазорами смешиваемости (Miscibility Gaps Alloy, MGA). Эти кирпичи размером всего 30x20x16 см изготовлены из материалов с высокой теплопроводностью, поэтому их можно легко нагреть для сохранения энергии и охладить, чтобы высвободить ее при необходимости.
Чтобы сделать это эффективно, блоки состоят из двух основных компонентов. Это твердая матрица, которая удерживает все это вместе в форме кирпича, и в ней повсюду встроеные плавящиеся частицы. Команда описывает дизайн как похожий на маффин с шоколадной крошкой.
«Представьте, что матрица - это компонент торта, который сохраняет форму при нагревании и быстро распределяет это тепло», - говорит Марк Копус, инженер проекта. «Другие частицы, представленные шоколадной крошкой, плавятся и накапливают тепловую энергию, переходя из твердой фазы в жидкую».
Термоблоки MGA хранят энергию внутри частиц, которые тают, как шоколадная стружка в кексе. Фото: MGA Thermal
Идея состоит в том, что эти блоки MGA можно нагревать, используя избыточную энергию из возобновляемых источников в периоды пиковой выработки, и хранить ее на время всплеска спроса. Или эти блоки могут быть сложены внутри других электростанций, чтобы помочь рециркулировать отработанное тепло обратно в систему.
Выделяемую ими тепловую энергию можно использовать для перегрева воды в пар для работы турбин без сжигания угля. Это означает, что блоки MGA могут быть использоваться для переоборудованя списанных или уходящих из эксплуатации угольных электростанций, чтобы сгладить переход на возобновляемые источники энергии. В качестве бонуса это также избавляет от необходимости строить новые объекты или выводить из эксплуатации старые и не требует обновления сетевой инфраструктуры.
«Выбросы угольных электростанций являются крупнейшим источником парниковых газов, вызывающих глобальное потепление», - говорит профессор Эрих Кизи, соучредитель MGA Thermal. «Перевод угольных электростанций на такую новую технологию - беспроигрышный вариант для обеспечения чистой мощности базовой нагрузки, а также помогает предотвратить потерю рабочих мест из-за закрытия электростанций».
Термоблоки MGA изготавливаются из недорогих материалов и их легко масштабировать, просто складывая их друг на друга. Фото: MGA Thermal
Команда утверждает, что блоки MGA имеют ряд других преимуществ. Систему легко масштабировать, просто добавляя дополнительные блоки, потенциально способные хранить до тысяч мегаватт-часов, и они сделаны из недорогих и доступных материалов, поэтому они, по-видимому, стоят 10 процентов от цены литиевой батареи того же размера, в то время как как сообщается, по-прежнему вырабатывает такое же количество энергии. Эти материалы также нетоксичны и не вызывают риска взрыва или утечки вредных химикатов.
MGA Thermal создает производственный завод в Новом Южном Уэльсе для масштабирования производства блоков до коммерческого уровня и сотрудничает со швейцарской компанией E2S Power AG, чтобы начать проектирование систем для перепрофилирования европейских угольных электростанций для использования новых блоков.
Более подробно блоки описаны в видео ниже.
Источник: New Atlas / University of Newcastle