Железо-воздушный аккумулятор. Спасет ли он мир?

Поделитесь с друзьями!
  •  
  •  
  • 2
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Этот прорыв произошел тихо. Он ускользнул от внимания многих крупных СМИ. Вплоть до этого года любые исследования, связанные с этой технологией, были в высшей степени секретными. Подробности исследований скрывались от всеобщего обозрения за плотно закрытыми дверями.

Но вот, всего несколько недель назад, мир узнал о блестящих успехах одной компании. Объявление о совершенном прорыве было весьма скромным и непритязательным. Однако влияние, которое эта технология окажет на нашу цивилизацию, огромно! Она несомненно повлияет на жизнь человечества, и будущее нашего общества в целом. Хотя компания, стоящая за этой инновацией, малоизвестна, теперь она может выиграть одну из самых важных технологических гонок на планете.

Название компании — Form Energy. Ее поддерживает ряд вполне серьезных инвесторов. Таких, например, как Билл Гейтс и Джефф Безос. А еще к ней проявляют интерес крупнейшие нефтяные компании и производители разнообразных современных материалов. Итак, собрав и потратив сотни миллионов долларов, и улучшив результаты десятилетних исследований, Form Energy, возможно, только что подарила миру Святой Грааль энергетических технологий — железо-воздушный аккумулятор.

Зачем нужен железо-воздушный аккумулятор?

Самая большая проблема в переходе нашего общества на чистую энергию заключается в том, что солнечная и ветровая энергия — дело весьма нестабильное. Солнце светит только в определенное время. А ветер дует только в определенные дни. Следовательно, нам просто необходим способ хранения большого количества энергии для питания домов в те бесплодные периоды времени, когда энергия ветра и Солнца недоступны. До сих пор мы хранили чистую энергию в литий-ионных аккумуляторах. Но у этого метода хранения энергии есть несколько недостатков.

Литий-ионные аккумуляторы могут иметь высокую плотность энергии и неплохую эффективность. Но созданы они с использованием множества различных химических элементов. Это литий, кобальт, никель и марганец. Их добывают с помощью вредных и сложных методов извлечения. Для добычи лития, например, может потребоваться огромное количество воды. Из-за этого богатые этим металлом регионы останутся сухими после завершения процесса извлечения. Из-за того, что для их производства требуются многочисленные химические элементы, литиевые аккумуляторы в конечном итоге стоят от 50 до 80 долларов за киловатт-час хранения. Они живут не более 3000 циклов заряд-разряд. А срок их службы ограничивается 10–15 годами.

А еще они могут загораться. И даже иногда взрываются. А тушение литий-ионных аккумуляторов, друзья мои, весьма муторное дело. Однако их самый большой недостаток заключается в том, что они могут поставлять энергию в сеть непрерывно только несколько часов. Учитывая, что в сутках бывает около 12 часов темноты, а снежные бури могут длиться неделю, пару-тройку часов — этого недостаточно для удовлетворения наших энергетических потребностей. Именно по этой причине наше общество пока не может полагаться на чистые источники энергии. Ведь мы до сих пор не имеем эффективной системы хранения энергии, которая могла бы дополнить литий-ионные аккумуляторы. И которая позволила бы нашему обществу полностью перейти к более чистой энергетической инфраструктуре.

Но, возможно, скоро все изменится

Отчасти красота нового аккумулятора от Form Energy заключается в его простоте. Ведь для работы ему нужно всего два основных ингредиента. И их на Земле полно. Это железо и воздух. Отсюда и название: железо-воздушный аккумулятор. Да, добыча железа также приводит к загрязнению воздуха и воды. Однако железо-воздушные аккумуляторы могут работать до 10 000 циклов заряд-разряд по сравнению с 3 000 циклов литиевых. То есть сохранять работоспособность до 30 лет!

Железа, к тому же, гораздо больше в земной коре, чем лития. Поэтому работать с ним намного дешевле, чем с различными элементами, необходимыми для традиционных аккумуляторов. Каждая ячейка железо-воздушного аккумулятора стоит всего 6 долларов за киловатт-час хранения. Полностью сформированная аккумуляторная система будет стоить менее 20 долларов за киловатт-час. Это делает ее в целом намного дешевле, чем литий-ионные аккумуляторные системы хранения энергии. И при этом достаточно доступной, чтобы попробовать заменить все наши электростанции, работающие на ископаемом топливе.

Железо-воздушный аккумулятор от Form Enegry — это 150-часовая перезаряжаемая система. Это означает, что она может отдавать электроэнергию в сеть более шести суток!. Наша цивилизация, наконец-то, скоро получит безопасную и полностью возобновляемую электрическую сеть, которая позволит нам полностью отказаться от электростанций, работающих на угле и мазуте!

Как это работает?

Но как именно этому дивному аккумулятору удается достичь такого невероятного результата? Сейчас разберемся. Процесс, который лежит в основе работы подобного аккумулятора, называется обратимое ржавление. Один большой аккумуляторный блок может содержать от 10 до 20 стопок ячеек. Внутри этих ячеек есть 3 основные части: анод, катод и электролит. Это основные части, из которых состоит любой аккумулятор, позволяющий хранить электроэнергию. Анод в рассматриваемом нами случае состоит из железных таблеток, а катод с доступом к атмосфере расположен на другом конце. Обе эти секции погружены в электролит на водной основе, который позволяет поступающему воздуху вступать в реакцию с железом. Эта реакция окисляет железо до гидроксида железа, высвобождая при этом электроны. Затем она дополнительно окисляет железо до ржавчины. В ходе этого процесса высвобождается еще больше электронов. Которые и обеспечивают нас электричеством.

Все вышеописанное означает, что во время разряда на катоде накапливается ржавчина. Однако во время фазы перезарядки электрические токи, проходящие через аккумуляторные элементы, запускают обратный процесс. И освобождают кислород из ржавчины. И мы снова имеем чистое железо!

Железно-воздушный аккумулятор не предназначен для замены литий-ионного. По многим причинам железные аккумуляторы никак не смогут занять их место. И основная причина такова — они слишком большие и тяжелые для использования в телефонах, компьютерах и даже электромобилях.

Зато теперь у нас может появиться безуглеродная электросеть. Такие аккумуляторы позволят более широко развить сеть зарядных станций для электромобилей. И снизят углеродное воздействие на природу при производстве аккумуляторов в целом.

Жаль, что пока не существует единой технологии, которая заменила бы ископаемое топливо. Но теперь у нас есть хоть что-то, что положит начало восстановлению нашего мира от ущерба, который мы ему уже нанесли.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Поделитесь с друзьями!
  •  
  •  
  • 2
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

1 комментарий к “Железо-воздушный аккумулятор. Спасет ли он мир?”

  1. Все вопросы, инвестировать в аккумуляторы, или нет, отпадут, как только, аккумуляторы, не смогут, вообще, конкурировать с тепловым двигателем, который превосходит ДВС, по всем показателям, в 10 раз! И, такой двигатель — есть: https://proza.ru/2018/08/17/43

Оставьте комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: