Аккумунизация и хранение электрической энергии. Статья. Могут активно использоваться в моменты пиковых нагрузок
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
Существующие технологии Сегодня, когда развитие альтернативной энергетики становится все более активным, а также все больше энергии требуется для мобильных потребителей – крайне актуальным является вопрос аккумулирования электроэнергии. Критическая необходимость в новых технологиях накопления энергии подробно рассматривается, например, в статье «Перспективы солнечной энергетики». Давайте рассмотрим новые направления в области аккумулирования энергии. Ambri  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Ambri – одна из самых известных новинок в области аккумулирования энергии. Ранее этот аккумуляторный стартап назывался Liquid Battery Metal. Компанию-разработчика основал профессор Don Sadoway (Массачусетский технологический институт). Этот проект получал инвестиции от таких филантропов как Винод Хосл и Билл Гейтс. Технология Ambri основана на использовании расплава солей, который размещается между двумя слоями жидкого металла. Батареи выполнены в виде модульной системы, ячейки которой размещены в контейнере длиной чуть больше 12 метров. Максимальная мощность, выдаваемая этим аккумулятором, составляет 500 кВт, а емкость аккумулятора - 2 МВт. Для увеличения мощности/емкости можно включать несколько систем совместно. Планируемая дата промышленной реализации - 2й квартал 2014 года. Imprint Energy  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Использовав цинк вместо лития и применив технологию трафаретной печати, компания Imprint Energy предложила ультратонкую батарею, при этом еще и гибкую. Батарея имеет относительно высокую емкость при достаточно низкой стоимости производства. Благодаря малой толщине и гибкости батарей, компания-разработчик надеется заинтересовать своей технологией производителей мобильных устройств. При этом уже осуществляются поставки батарей первым клиентам, а дальше планируется значительное увеличение производства. Alveo energy  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Пол года назад компания Alveo energy предложила разработку и коммерциализацию батарей сделанных из обычной воды и берлинской глазури, краски, которая используется для окрашивания одежды (например, джинсов). Предложенные аккумуляторы имеют очень низкую стоимость, однако при этом служат длительное время. Исследователи, которые предложили данную технологию (студент Стэнфордского университета Колин Вессел и профессор Роберт Хаггинс), получили грант на 4 млн. долларов от Департамента энергетики США. Pellion  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Компания Pellion сконцентрировала усилия на поиске идеального химического состава для аккумулятора. Используя самые современные алгоритмы и компьютерные модели, разработчики протестировали более 10.000 потенциальных катодных материалов, подбирая наиболее подходящий вариант для магниевых анодов своих батарей. Gerbrand Ceder (профессор Массачусетского технологического института и сооснователь Pellion), принимал участие в проекте по разработке материалов генома в родном институте, программа которого, основана на использовании компьютерного и виртуального моделирования. Промышленная реализация этих аккумуляторов также осуществляется при поддержке Департамента энергетики США, а также Khosla Ventures. QuantumScape  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии QuantumScape — молодой стартап, разработанный в Кремниевой долине. При разработке этих аккумуляторов используются материалы исследований Стэндфордского университета. Это принципиально новый тип батарей, которые используют энергию движущихся электронов, а не ионов. Планируется широкое применение подобных аккумуляторов в электромобилях и системах автономного энергоснабжения. Envia Systems  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии В феврале 2012 г. американской компанией Envia Systems была представлена батарея с повышенной энергетической емкостью - до 400 ватт-часов на килограмм. Используя такой аккумулятор, электромобиль может проехать в среднем около 500 км. Цена такого аккумулятора будет составлять от $ 25000 до $ 30000. Разработчиков поддерживают: General Motors, Pangaea Ventures, Redpoint Ventures, японский гигант Asahi Kasei, и Министерство энергетики США. Sila Nanotechnologies  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии В 2011 году была основана компания Sila Nanotechnologies. Ее специалисты разрабатывают легкий и максимально компактный литий-ионный аккумулятор, имеющий емкость, превышающую емкость сегодняшних литий-ионных батарей как минимум в два раза. Sila Nanotechnologies получила грант на $ 1,73 млн. Данные аккумуляторы ориентируют на использование в переносных устройствах, однако не исключена разработка подобных батарей для электромобилей. Boulder Ionics  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Компания разрабатывает электролиты из ионных жидкостей со специальными свойствами. Аккумуляторы, изготовленные с использованием разработок Boulder Ionics, могут функционировать при более высоких температурах и напряжениях, обладая при этом более низкой стоимости. Prieto Battery  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Главным разработчиком Prieto Battery является профессор химии Эми Прието. Компания планирует выпуск литий-ионного аккумулятора, который можно зарядить за пять минут! При этом время разрядки – в пять раз дольше, чем у стандартных на сегодня литий-ионных батарей. Для достижения таких показателей используются нанотехнологии – крошечные медные нанопроволоки, из которых изготавливают анод батарею. Электролит же сделан в виде твердого полимера. Sakti3  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Sakti3 – детище компании из Мичигана, которая разрабатывает инновационный литий-ионный аккумулятор. Электролит такого аккумулятора находится в полностью твердом состоянии, и имеет высокую плотность энергии. Использование твердых полимеров подразумевает отсутствие легковоспламеняющихся жидкостей в конструкции аккумулятора. А это гораздо безопаснее для электрических автомобилей. Компанию поддерживают: GM Ventures, Khosla Ventures и Itochu. Xilectric В основе работы аккумуляторов Xilectric лежит принцип «Батареи Эдисона» (которая традиционно изготавливается из никеля и железа). Но при изготовлении Xilectric используется магний и алюминий. Аккумулятор Xilectric способен заряжаться и разряжаться почти в 1000 раз эффективней. Прототип сверхбыстрого аккумулятора заряжается за 2 минуты! Однако емкость прототипа пока слишком мала для использования в качестве автономного источника энергии. Но такие батареи уже сейчас можно использовать в качестве «помощи» литий-ионным аккумуляторам, давая им реальный прирост мощности в моменты быстрого ускорения и торможения. Кроме того, такие аккумуляторы, используя в своей конструкции дешевые и безопасные материалы, привлекательны для электрохимического хранения энергии. Amprius  Новые технологии в аккумулировании электроэнергии Исследователь Yi Cui из Стэнфорда предложил использовать для литий-ионной батареи Amprius наноструктурированный кремний в качестве анода. Наноструктурированный кремний позволяет уменьшить размеры анода в четыре раза, при четырехкратном увеличении емкости. Компания уже получила 25 миллионов долларов от инвесторов. |