Gvožđe umesto litijuma, jeftinije i bezbednije baterije?

Američki startap Form Energy radi na razvijanju gvožđe-vazduh baterija zasnovanih na reverzibilnom rđanju koje bi nasuprot široko korišćenih litijum-jonskih baterija bile značajno jeftinije, a i sam proces rudarenja znatno rasprostanjenijeg gvožđa je ekoliški podobniji i jednostavniji od procesa rudarenja litijuma.

Form Energy daje nadu da će biti moguće i bez eksploatacije litijuma, koju prate brojni ekološki problemi, biti rešen izazov dugoročnog skladištenja električne energije kako bi se u budućnosti koristila struju koja se većinski proizvodi iz obnovljivih izvora energije, piše Klima101.

Jedna od najvećih prepreka u procesu prelaska sa fosilnih goriva na obnovljive izvore energije je periodičnost upotrebljivosti energije koju obnovljivi izvori pružaju, što se vidi na primeru solarne energije koja, za razliku od sagorevanja fosilnih goriva, usled smenjivanja dana i noći, nije u stanju da obezbedi konstantno snabdevanje električne mreže. 

Potreban je način da se višak električne energije koja se proizvede tokom dana uskladišti i da bude dostupan tokom noći. Zato je pronalazak pouzdane tehnologije dugoročnog skladištenja energije cilj Form Energy startapa i od presudnog je značaja za široku upotrebu obnovljivih izvora, odnosno ukidanje termoelektrana i smanjenje emisija ugljen-dioksida.

Upotreba danas naširoko korišćenih litijum-jonskih baterija u svrhu dugoročnog skladištenja energije u budućnosti nema smisla, zbog neverovatno velike količine potrebnih baterija, kao i zbog ekološke nepodobnosti litijuma. Zato iz ovog startapa naglašavaju da njihovo rešenje koristi naširoko dostupne resurse: gvožđe, vodu i vazduh.

Tehnologija gvožđe-vazduh baterija, kao podvrsta metal-vazduh baterija, poznata je kao koncept još od sedamdesetih, ali nije komercijalizovana, zasniva se na reakciji gvožđa sa kiseonikom iz vazduha pri pražnjenju baterije, pri čemu se gradi rđa. Pri procesu pražnjenja, sistem uvlači vazduh iz koga potiče potreban kiseonik, a pri procesu punjenja baterije sistem izbacuje vazduh, obogaćen oslobođenim kiseonikom. 

Dodatna dobra strana primene ove tehnologije je to što je oslobođeni vazduh u određenoj meri čistiji nego onaj uvučeni. 

Baterije se sastoje od deset do dvadeset opisanih ćelija i veličine su mašine za pranje veša, a sistem se sastoji od više hiljada ovakvih baterija spakovanih u kućište koje ih štiti od spoljne sredine. 

Veličina sistema, odnosno količina upotrebljenih baterija može da varira u zavisnosti od potreba. Kapacitet skladištenja sistema koji zauzima malo manje od pola hektara zemiljišta, otprilike je takav da je u stanju da skladišti oko više od tri megavata električne energije.

Činjenica da Form Energy nije izmislio novu tehnologiju već samo izabrao onu postojeću koja najviše obećava i optimizovao je, omogućila mu je da u samo četiri godine predstavi funkcionalno rešenje.  

Izvršni direktor kompanije, Mateo Jaramiljo, u intervjuu za portal CleanTechnica tvrdi da su njihovi sistemi u stanju da kontinualno snabdevaju mrežu tokom 100 sati i duže, što ih stavlja u rang sa postrojenjima zasnovanim na fosilnim gorivima. 

On napominje da bi cena baterija na kojima rade mogla biti desetostruko manja od cene od litijum-jonskih, što pre svega proizilazi iz stostruko manje nabavne cene sirovine gvožđa, naspram sirovine litijuma.

Budući da je za ove baterije gvožđe ključni sastojak, kompanije iz čelične industrije veoma su zainteresovane za implementaciju ovakvog rešenja, a u julu ove godine putem grupnog investiranja Form Energy je prikupio 240 miliona dolara za svoj projekat.

Prva prilika za pravdanje investicija i početak implementacije ove tehnologije je gradnja sistema za skladištenje energije za elektrodistribucionog operatera Great River Energy u Minesoti, sa rokom do 2023. godine. Taj projekat treba da ima ulogu dokaza funkcionalnosti i postavljanja primera mogućnosti dugoročnijeg skladištenja energije, nasuprot danas korišćenog kratkotrajnog.