Хватит на века: в США строят гигантскую батарею, работающую на ржавчине

Стартап Form Energy, который поддерживают Билл Гейтс и Джефф Безос, разработал систему железо-воздушных аккумуляторов, которые будут служить хранилищами запасов энергии на электростанциях и в случаях блэкаутов обеспечивать электричеством предприятия или населенные пункты, пишет New Atlas. Одно из преимуществ систем, работающих "на ржавчине", экономичность – стоимость хранения энергии в них составляет 10% от цены для подобных литий-ионных аккумуляторов. В настоящее время утверждена демонстрационная система мощностью 10 МВт/1 ГВтч.

Как работают "ржавые батареи"

Все происходит по законам физики и химии. Зарядка этих железо-воздушных аккумуляторных модулей размером со стиральную машину использует электричество для преобразования ржавчины или оксида железа в металл и выделяет кислород в качестве побочного продукта. Разрядка батарей требует возврата кислорода в систему и превращает металлическое железо в ржавчину, высвобождая при этом энергию. Вот такой вот круговорот "ржавчины в природе".

Конечно, такая химическая реакция протекает медленнее, чем мгновенный мощный разряд литиевой батареи. Но это быстрее, чем вы думаете; полный цикл разрядки занимает около 100 часов или чуть более четырех дней. Этого вполне достаточно, чтобы подстраховаться на случай блэкаутов в регионах, где погода любит преподносить сюрпризы.

Чем хороши железо-воздушные батареи

Преимущества железо-воздушной батареи просты и понятны. Железо является самым простым и дешевым ресурсом на Земле. Его очень много, и железо абсолютно безопасно и экологично.

Кроме того, такие батареи, в отличие от литий-ионных, тяжелее перегреть, и они не взрываются, обеспечивая высокую пожаробезопасность. Сам литий менее подходит для длительного хранения энергии. Он не любит оставаться полностью заряженным в течение нескольких дней или месяцев, поэтому разрабатываются другие, более медленные варианты хранения больших объемов энергии, чтобы защитить энергетические сети от многодневных плохих погодных условий и сезонного затишья: когда из-за смены времен года солнце уже не обеспечивает достаточную выработку электричества солнечными панелями.

Модули железо-воздушных батарей занимают не слишком много места, если говорить о крупных предприятиях или электростанциях. Понадобится всего пол гектара земли для выработки 3 МВт электроэнергии, и мощности оборудования "хватит на века", а сами аккумуляторы полностью подлежат вторичной переработке — можно вытащить из них железо и сдать его на металлолом в случае крайней необходимости.

Как развивается проект Form Energy

Стартап при поддержке Гейтса и Безоса уже объявил о строительстве завода стоимостью $760 миллионов в Западной Вирджинии. Систему мощностью 10 мегаватт/1 гигаватт-час построят на 2 гектарах земли недалеко от генераторной станция округа Шерберн в Миннесоте.

Благодаря такому расположению первая экспериментальная фабрика энергии будет расположена рядом с Sherco Solar, одной из крупнейших строящихся площадок солнечной энергетики в США, с общей мощностью 710 МВт. Большие модули железо-воздушных аккумуляторов поставят на площадке, принадлежащей Xcel Energy, энергетической компании, которая управляет несколькими угольными электростанциями, но уже перевела более половины своих генерирующих мощностей на возобновляемые источники.

Строительство должно начаться в следующем году, а запуск батареи намечен на 2025 год. Это будет не первый проект стартапа, подключенный к сети.

Ранее Фокус сообщал, что квантовые точки сделают солнечные панели дешевле и эффективнее. Уникальные свойства квантовых точек позволяют поглощать больше света и производить больше электричества, но ученым нужно решить ряд проблем.