Nove baterije od rđe koštaće sedam puta manje od litijumskih

Kad su Billy Woodford i njegovi prijatelji krenuli da grade novu vrstu baterije, inspiraciju su dobili od jednokratnih rukavica za grejanje ruku koje koriste gledaoci na američkim stadionima. Ključni sastojak baterije je - rđa.

Woodfordov startap Form Energy krenuo je da posluje 2017. s jasnim i ambicioznim ciljem. Trebalo je da baterija upija obnovljivu energiju tokom dana i da je oslobađa noću, odnosno da nastavi da radi nakon zalaska sunca i u danima bez vetra. Litijum-jonska baterija, poput onih u električnim vozilima i pametnim telefonima, radila bi, ali nijedno komunalno preduzeće ne može sebi priuštiti rad te vrste baterije na mreži duže od nekoliko sati. Komunalnim službama treba tehnologija koja će biti dovoljno jeftina, a može raditi 100 sati ili više. "Gotovo svaka naša baterija može raditi na mreži koliko god je potrebno", kaže Mateo Jaramillo, koji je pre radio u Tesli, a danas je glavni izvršni direktor Forma (Woodford je glavni tehnološki direktor). "Uvek se sve svodi na cenu", ističe Jaramillo.

Billy Woodford

Baterije su notorno komplikovana tehnologija koju je teško savladati. Porces razvoja nove hemije iz laboratorije do komercijalne primene traje u proseku 15 godina. Međutim, Woodford i njegov tim izgradili su svoju bateriju u rekordnom roku: trebalo im je četiri godine do prototipa i sedam godina do prve komercijalne upotrebe. Njihov proces počinje s jeftinim materijalima i pokazuje da se inovacija može isplatiti u ograničenom vremenu koje imamo za postizanje globalnih klimatskih ciljeva.

Pobeda gvožđa

Petorica Formovih suosnivača, među kojima su i Yet-Ming Chiang, Ted Wiley i Marco Ferrara, počeli su svoju priču predlaganjem ideja za materijale, odbacujući većinu čim su se pojavile. Neki predlozi su već komercijalizovani, kao što su protočne baterije koje koriste materijale poput vanadijuma i veliki kontejner tečnosti. Ali baterija od 100 sati mogla je da se osloni samo na veoma jeftine, široko dostupne ćelije, a uži izbor se na kraju sveo na gvožđe i sumpor. Gvožđe je pobedilo jer se njime lakše rukuje.

Woodford se zatim okrenuo malo verovatnom izvoru inspiracije: grejači za ruke za jednokratnu upotrebu koje je koristio u hladnim danima odrastajući u Pensilvaniji. Drobljenje ovih malih vrećica ispunjenih kristalima pokreće proces rđe gvožđa - ono u suštini reaguje sa kiseonikom da bi se formirao oksid gvožđa - koji se ubrzava hemikalijama. Reakcija oslobađa energiju u obliku toplote. Woodford i Chiang, Formovi naučni mozgovi, mislili su da bi s pravom tehnologijom mogli iskoristiti tu reakciju za oslobađanje energije u obliku elektrona.

Jaramillo nije bio optimističan u početku. "Mislio sam da ću pobiti ideju", kaže. "Bolje dokazati da nije dobra odmah u startu nego kasnije."

Pokazalo se da ideja nije loša, naprotiv. Nakon hiljadu eksperimenata, Woodfordova zamisao potekla od grejača ruku postala je srce Formove baterije. Firma sa sedištem u Somervilu u Masačusetsu prikupila je skoro 900 miliona dolara od velikih igrača kao što su Breakthrough Energy Ventures, predvođen Billom Gatesom i partnerstva sa Georgia Powerom, Great River Energyjem i Xcel Energyjem. Sledi izgradnja fabrike za proizvodnju baterija vrednog 760 miliona dolara u Zapadnoj Virdžiniji koju žele da završe do kraja 2024.

Usvajanje Zakona o smanjenju inflacije (IRA) poboljšalo je izglede firme. Značajni američki zakon o klimi uključuje podsticaje za razvoj skladištenja energije, kao i pomoć za lokalnu proizvodnju i projekte koji služe zajednicama u nepovoljnom položaju – sve te kriterijume Form zadovoljava. Američki senator Joe Manchin, demokrata koji je odigrao odlučujuću ulogu u izglasavanju IRA, takođe je iz Zapadne Virginije, koja ulaže 290 miliona dolara u Formov prvi pogon. Jedan od glavnih investitora, Gates, lobirao je kod Manchina da glasa za predlog zakona.

Brži od rokova

Svi te pozitivne okolnosti ubrzale su procese u Formu. "Malo smo ispred planiranih rokova", kaže Jaramillo.

Zasada, jedino mesto na kojem možete videti Formove baterije na delu je centar za testiranje u skladištu u kalifornijskom Berkeliju. "Ako gledate izvan, to nije neki spektakl", upozorava Jaramillo posetioce dok prolazi pored plastične kutije veličine malog hladnjaka. "Ali kako bismo došli do ciljanih troškova kojim težimo, ne možemo priuštiti i brigu o estetici."

Mateo Jaramillo

Međutim, ako pažljivo pogledate, možete videti nešto: svaka kutija sadrži crnu tečnost sa mehurićima. Ono što vidite je proces rđe. Hemijski govoreći, proces u plastičnim kutijama je mešanje gvožđa sa kiseonikom da bi se formirali oksidi gvožđa (obično poznati kao rđa) dok se proizvodi električna energija. Proces se takođe može obrnuti. Sa strujom, moguće je ponovo odvojiti gvožđe uz oslobađanje kiseonika. Da nije reverzibilan, to bi bila samo jedna veoma skupa baterija koja neprekidno kvari.

Hemijska reakcija iza Formovog pristupa relativno je jednostavna, ali izrada baterije koja se može puniti ili prazniti stotine puta nije. Rđa, na primer, nije jedna hemikalija, obično je mešavina oksida gvožđa, a pretvaranje svakog od njih nazad u gvožđe zahteva različite uslove.

Osetno jeftinije

Neizbežno, postoje neželjeni nefekti. Jedan od njih proizvodi vodonik i zahteva periodično dopunjavanje vode, dok drugi izvlači ugljen-dioksid iz vazduha i tako skraćuje vek baterije. Čak i kada se postigne komercijalna proizvodnja, nema garancije da će Formova baterija raditi savršeno ili rešiti sve izazove koji dolaze sa udaljavanjem od fosilnih goriva. Kompanija ima još dve godine da izgladi nedostatke pre nego što počne komercijalna implementacija.

Od početka, Formov cilj je bio da napravi nešto što bi imalo dobre performanse kao i litijum-jonska baterija po sedmini cene (oko 20 dolara po kilovat satu). Iako će prve baterije koje naprave biti skuplje od toga, one će i dalje biti mnogo jeftinije od litijum-jonskih baterija, posebno kada se ima u vidu da je litijuma u ​​nedostatku, a gvožđa u izobilju. Što više baterija Form napravi, to će biti jeftinije.

"Prilično je lako napraviti lošu bateriju od gvožđa i vazduha", kaže Jaramillo. "Vrlo je teško postići da ta hemija funkcioniše na najvišem nivou i uz najnižu cenu", zaključuje.

- U pisanju teksta pomogla Christine Driscoll.

Trenutno nema komentara za vest. Ostavite prvi komentar...

Ostavi komentar