materiał, który dał żywy błękit spienionym pęknięciom słynnego japońskiego druku The Great Wave off kanagawa i zaszczepił ten sam kolor w pracach Picassa i moneta, jest dziś wykorzystywany do zupełnie innego, ale równie kreatywnego zadania: utrzymania energochłonnego U.S. działające centra danych.
błękit pruski, pigment opracowany przez berlińskiego producenta kolorów na początku XVIII wieku, jest kluczowym składnikiem baterii wykonanych z sodu zamiast litu, które są przeznaczone dla przemysłu innego niż pojazdy elektryczne.
„jest używany jako pigment, jako barwnik i jest produktem konsumenckim od wieków”, mówi Colin Wessells, dyrektor generalny Natron Energy Inc., w Santa Clara, Kalif., producent baterii stojący za technologią. „Okazuje się również, że doskonale przechowuje jony sodu”, mówi, co skutkuje akumulatorem o dużej mocy i długim cyklu życia.akumulatory litowo-jonowe stały się wszechobecne w ciągu ostatnich trzech dekad, stosowane w smartfonach i pojazdach elektrycznych—w tym samochodach takich jak Tesla i Volkswagen, a także autobusach BYD—oraz do przechowywania energii odnawialnej z elektrowni słonecznych lub wiatrowych. Mimo to, nie są one najlepszym rozwiązaniem dla wszystkich potencjalnych zastosowań, ponieważ priorytet mają gęstość energii, która pomaga samochodom podróżować dalej, ponad długowieczność lub stabilność. Pozostawia to miejsce dla alternatywnych technologii, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na baterie na świecie.
„Litowo-jonowy nie jest rozwiązaniem uniwersalnym”, mówi Mitalee Gupta, starszy analityk ds. magazynowania energii w Bostonie w firmie Wood Mackenzie. „Różne technologie zaczynają się wkraczać i zaczną zdobywać udział w rynku.”
alternatywy dla litowo-jonowych materiałów, takich jak cynk, wanad lub sód, sprawdzają się dobrze w wielu zadaniach, zwłaszcza w stacjonarnych magazynach wykorzystywanych przez przedsiębiorstwa użyteczności publicznej do pozyskiwania energii odnawialnej i dostarczania energii elektrycznej konsumentom kilka godzin później lub do zasilania wież telekomunikacyjnych i odległych zakładów przemysłowych, takich jak kopalnie. Według danych BloombergNEF, głównego serwisu badawczego Bloomberg LP w zakresie transformacji energetycznej, roczne instalacje wzrosną z 6 gigawatogodzin w ubiegłym roku do około 155 gigawatogodzin w 2030 r.
Natron, spun z Uniwersytetu Stanforda w 2012 roku, zebrał około 70 milionów dolarów od inwestorów, w tym giganta naftowego i gazowego Chevron Corp.i w tym miesiącu wygrał 19 milionów dolarów w departamencie finansowania energii. Jest ukierunkowana na sprzedaż baterii dla systemów zasilania rezerwowego, które utrzymują centra danych w trybie online w przestojach i rozpocznie wysyłkę w tym kwartale do klientów dostawców usług telekomunikacyjnych i internetowych, mówi Wessells, który odmówił wymienienia klientów. Startup testuje również wdrożenie technologii w ładowaniu pojazdów elektrycznych w miejscu demonstracyjnym na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.
Prussian Blue powder, produkowany przez połączenie soli żelaza i soli heksacyjanożelazowej—która w najwcześniejszych recepturach datowanych na 1720, polegała na zapalaniu i gotowaniu mieszanek suszonej krwi bydlęcej i chemikaliów—oferuje producentom baterii kluczowe zalety. Jest tani i powszechnie dostępny, a jego właściwości są dobrze poznane. Co najważniejsze, jego struktura chemiczna jest idealna dla elektrod akumulatorowych, komponentów, które magazynują i uwalniają energię. Wszystkie elektrody działają jak gąbki, jak mówi Wessells, pochłaniając jony, a następnie uwalniając je po naładowaniu i rozładowaniu. Błękit pruski umożliwia jednak jony łatwiejsze przechodzenie tam i z powrotem niż inne materiały. Ta jakość sprawia, że jego elektrody są znacznie trwalsze niż elektrody węglowe i metalowe akumulatorów litowo-jonowych, które rozpadają się z czasem.
tani akumulator sodowo-jonowy szybko się ładuje, często w ciągu kilku minut i może szybko dostarczyć krótkie impulsy energii. To inny zestaw mocy niż baterie litowo-jonowe, cenione za ich zdolność do tłoczenia dużych ilości energii w małych ilościach. „Nasza technologia nie jest odpowiednia dla pojazdów elektrycznych, samolotów elektrycznych, elektroniki użytkowej”, mówi Wessells.
istnieje również przewaga kosztowa wynikająca z używania bardziej obfitych i tańszych surowców. Firma Natron sprzedaje systemy akumulatorowe klientom centrów danych po cenie podobnej do istniejących pakietów kwasowo-ołowiowych i produktów litowo-jonowych, ale twierdzi, że jej technologia jest trzykrotnie tańsza w dłuższej perspektywie ze względu na żywotność baterii.
„sód jest szóstym najliczniejszym pierwiastkiem na Ziemi, jest zasadniczo nieograniczony i jest trwały. Zbierasz go-nie wydobywasz go tak bardzo” – mówi James Quinn, prezes Faradion Ltd. , deweloper akumulatorów sodowo-jonowych w Sheffield w Anglii, który niedawno zawarł umowy na zaopatrzenie australijskiego rynku magazynowania energii mieszkaniowej i produkcję akumulatorów do pojazdów użytkowych w Indiach.
w produktach litowo-jonowych kombinacje drogich metali, takich jak nikiel i kobalt, mogą stanowić około 60% całego kosztu ogniwa akumulatora, według BNEF. Mroczny łańcuch dostaw kobaltu nadal niepokoi niektórych użytkowników końcowych. Mimo to ceny pakietów litowo-jonowych spadły o prawie 90% od 2010 r., wraz ze wzrostem wielkości produkcji i rozwojem technologii. Nawet jeśli konkurenci wyciskają je z niektórych rynków, pozostaną dominującą technologią baterii.
ale ponieważ baterie są dodawane do szeregu produktów—potencjalnie nawet wewnątrz odzieży do systemów chłodzenia—przyspieszenie popytu spowoduje zapotrzebowanie na szerszą gamę typów baterii, przy użyciu pakietu surowców, mówi Venkat Viswanathan, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej w Carnegie Mellon. „W końcu, w zasadzie każde urządzenie, z którym wchodzisz w interakcję, prawdopodobnie będzie miało w sobie baterię”, mówi. „A kiedy dojdziesz do tej skali, będziesz potrzebował ogromnej różnorodności komórek.”- Z Akshat Rathi
Czytaj dalej: dzień rozładowania baterii Tesli grozi zyskiem akcji o wartości 320 miliardów dolarów