Taastuvenergia avamine täiustatud akutehnoloogiatega
Kuna kliimamuutustega võitlemiseks mõeldud ülemaailmsed jõupingutused intensiivistuvad, on taastuvenergia integreerimise ja dekarboniseerimise pöördeliste võimalustena muutumas läbimurre akutehnoloogias. Alates ruudukujuliste ladustamislahendustest kuni elektrisõidukiteni (EVS), määratlevad järgmise põlvkonna akud energia jätkusuutlikkuse uuesti, käsitledes samal ajal kulude, ohutuse ja keskkonnamõju kriitilisi väljakutseid.
Läbimurre aku keemias
Hiljutised edusammud alternatiivsetes akude keemiatetes on maastikku nihutavad:
- Rauast naatriuma patareid: Inlyte Energy rauast naatriumpatarei demonstreerib 90% -list edasi-tagasi efektiivsust ja säilitab võimsuse üle 700 tsükli, pakkudes odavat ja vastupidavat ladustamist päikese- ja tuuleenergia jaoks.
- Tahke olekuga akud: Asendades tuleohtlikud vedelad elektrolüüdid tahkete alternatiividega, suurendavad need akud ohutust ja energiatihedust. Kuigi mastaapsuse tõkkeid püsib, on nende potentsiaal EV -del - suurendamisvahemikus ja tuleohtude vähendamine - ümberkujundav.
- Liitium-sulfur (LI-S) akud: Kuna teoreetiline energiatihedus ületab kaugelt liitium-iooni, näitavad LI-S süsteemid lubadust lennunduse ja ruudustiku ladustamiseks. Elektroodide kujundamise ja elektrolüütide koostamise uuendused on seotud ajalooliste väljakutsetega, näiteks polüsulfiidse shutil.
Jätkusuutlikkuse väljakutsete lahendamine
Vaatamata edusammudele rõhutavad liitiumi kaevandamise keskkonnakulud kiireloomulisi vajadusi rohelisemate alternatiivide järele:
- Traditsiooniline liitiumi ekstraheerimine kulutab tohutuid veevarusid (nt Tšiili Atacama soolveeoperatsioonid) ja kiirgab liitiumi tonni kohta ~ 15 tonni.
- Stanfordi teadlased said hiljuti teerajajaks elektrokeemilise ekstraheerimise meetodi, vähendades vee kasutamist ja heitkoguseid, parandades samal ajal tõhusust.
Rikkalike alternatiivide tõus
Naatrium ja kaalium koguvad veojõuna jätkusuutlikke asendajaid:
- Naatrium-ioonakud konkureerivad nüüd ekstreemsetel temperatuuridel energiatihedusega liitium-iooniga, kusjuures füüsika ajakiri tõi välja nende kiire arengu EV-de ja ruudustiku säilitamiseks.
- Kaaliumi ioonsüsteemid pakuvad stabiilsuse eeliseid, kuigi energiatiheduse parandamine jätkub.
Aku elutsükli pikendamine ringmajanduse jaoks
Kui EV-patareisid säilitavad 70–80% -lise sõidukijärgse kasutamise, taaskasutamise ja ringlussevõtu, on kriitiline:
- Teise elu rakendused: Pensionil EV -patareisid Power elamu- või ärilise energia ladustamise, taastuva vahelduse puhverdamise.
- Uuenduste ringlussevõtt: Täiustatud meetodid, nagu hüdrometallurgiline taastumine, eraldavad nüüd tõhusalt liitiumi, koobalti ja nikli. Kuid täna ringlusse võetakse ainult ~ 5% liitiumpatareidest, mis on palju madalam kui plii-happe 99%.
- Poliitilised autojuhid, nagu ELi laiendatud tootja vastutus (EPR) volitused, vastutavad tootjad, kes vastutavad elu lõpu juhtimise eest.
Poliitika ja koostöö, mis soodustab edusamme
Globaalsed algatused kiirendavad üleminekut:
- ELi kriitilise tooraine seadus tagab ringlussevõtu edendamisel tarneahela vastupidavuse.
- USA infrastruktuuri seadused fondi aku teadus- ja arendustegevused, edendades avaliku ja erasektori partnerlust.
- Disstsiplinaarsed uuringud, näiteks MIT-i töö aku vananemise ja Stanfordi ekstraheerimise tehnoloogiaga, Bridges Academia ja tööstuse alal.
Säästva energia ökosüsteemi poole
Tee net-nullisse nõuab enamat kui järkjärgulisi parandusi. Ressursiefektiivsete keemiate, ümmarguste elutsükli strateegiate ja rahvusvahelise koostöö tähtsustades saavad järgmise põlvkonna akud toita puhtamat tulevikku-tasakaalustada energiaturvalisust planeedi tervisega. Nagu Clare Gray oma MIT -loengus rõhutas, "sõltub elektrifitseerimise tulevik patareidest, mis pole mitte ainult võimsad, vaid igas etapis jätkusuutlikud".
See artikkel rõhutab kahekordset imperatiivi: skaleerides uuenduslikke salvestuslahendusi, manustades samal ajal jätkusuutlikkuse igasse toodetud vatt-tunnisse.
Postiaeg: 19. märts 20125
