Вистачить на століття: у США будують гігантську батарею, що працює на іржі

Стартап Form Energy, який підтримують Білл Гейтс і Джефф Безос, розробив систему залізо-повітряних акумуляторів, що слугуватимуть сховищами запасів енергії на електростанціях і у випадках блекаутів забезпечуватимуть електрикою підприємства або населені пункти, пише New Atlas. Одна з переваг систем, що працюють "на іржі", економічність — вартість зберігання енергії в них становить 10% від ціни для подібних літій-іонних акумуляторів. Наразі затверджено демонстраційну систему потужністю 10 МВт/1 ГВтг.

Як працюють "іржаві батареї"

Все відбувається за законами фізики і хімії. Зарядка цих залізо-повітряних акумуляторних модулів розміром з пральну машину використовує електрику для перетворення іржі або оксиду заліза на метал і виділяє кисень як побічний продукт. Розрядка батарей вимагає повернення кисню в систему і перетворює металеве залізо на іржу, вивільняючи при цьому енергію. Ось такий ось колообіг "іржі в природі".

Звичайно, така хімічна реакція протікає повільніше, ніж миттєвий потужний розряд літієвої батареї. Але це швидше, ніж ви думаєте; повний цикл розрядки займає близько 100 годин або трохи більше ніж чотири дні. Цього цілком достатньо, щоб підстрахуватися на випадок блекаутів у регіонах, де погода любить підносити сюрпризи.

Чим хороші залізо-повітряні батареї

Переваги залізо-повітряної батареї прості та зрозумілі. Залізо є найпростішим і найдешевшим ресурсом на Землі. Його дуже багато, і залізо абсолютно безпечне та екологічне.

Крім того, такі батареї, на відміну від літій-іонних, важче перегріти, і вони не вибухають, забезпечуючи високу пожежну безпеку. Сам літій менш підходить для тривалого зберігання енергії. Він не любить залишатися повністю зарядженим протягом кількох днів або місяців, тому розробляються інші, повільніші варіанти зберігання великих обсягів енергії, щоб захистити енергетичні мережі від багатоденних поганих погодних умов і сезонного затишшя: коли через зміну пір року сонце вже не забезпечує достатнього вироблення електрики сонячними панелями.

Модулі залізо-повітряних батарей займають не надто багато місця, якщо говорити про великі підприємства або електростанції. Знадобиться лише пів гектара землі для вироблення 3 МВт електроенергії, і потужності обладнання "вистачить на віки", а самі акумулятори повністю підлягають вторинній переробці — можна витягнути з них залізо і здати його на металобрухт у разі крайньої потреби.

Як розвивається проєкт Form Energy

Стартап за підтримки Гейтса і Безоса вже оголосив про будівництво заводу вартістю $760 мільйонів у Західній Вірджинії. Систему потужністю 10 мегаватів/1 гігават-годину побудують на 2 гектарах землі недалеко від генераторної станція округу Шерберн у Міннесоті.

Завдяки такому розташуванню перша експериментальна фабрика енергії буде розташована поруч із Sherco Solar, одним із найбільших споруджуваних майданчиків сонячної енергетики в США, із загальною потужністю 710 МВт. Великі модулі залізо-повітряних акумуляторів поставлять на майданчику, що належить Xcel Energy, енергетичній компанії, яка керує кількома вугільними електростанціями, але вже перевела більш ніж половини своїх генерувальних потужностей на поновлювані джерела.

Будівництво має розпочатися наступного року, а запуск батареї заплановано на 2025 рік. Це буде не перший проєкт стартапу, підключений до мережі.

Раніше Фокус повідомляв, що квантові точки зроблять сонячні панелі дешевшими й ефективнішими. Унікальні властивості квантових точок дають змогу поглинати більше світла і виробляти більше електрики, але вченим потрібно вирішити низку проблем.