U vrijeme kada potražnja za sustavima pohrane energije raste, Australija bi mogla postati globalno konkurentan proizvođač baterija.
Kako sve više solarne i energije vjetra ulazi u australsku elektroenergetsku mrežu, potreba za njihovom pohranom postaje ključna. Električna energija može se pohraniti na različite načine. Od hidroakumulacijskih sustava do velikih litij-ionskih baterija. Među tim rješenjima su i baterije s protočnim elektrolitima, kombinacija klasične baterije i gorivne ćelije.
Zašto su baterije s protočnim elektrolitima važne?
Baterije s protočnim elektrolitima mogu vraćati energiju u mrežu i do 12 sati, znatno dulje od litij-ionskih baterija koje traju između četiri i šest sati.
Ova tehnologija, iako razvijana desetljećima, sada postiže komercijalnu održivost. Australija je 2023. godine instalirala svoju prvu megavatnu bateriju s protočnim elektrolitima u Južnoj Australiji, koja pohranjuje energiju s solarne farme.
Nedavno je australska vlada pokrenula nacionalnu strategiju za baterije vrijednu 500 milijuna dolara. Strategija je usmjerena na litij-ionske baterije, ali uključuje i razvoj baterija s protočnim elektrolitima.
Što su baterije s protočnim elektrolitima?
Za razliku od konvencionalnih baterija, koje pohranjuju energiju u elektrodama (često metalima), baterije s protočnim elektrolitima pohranjuju energiju u tekućim elektrolitima. Otopine elektrolita nalaze se u vanjskim spremnicima i pumpaju se kroz reaktor gdje dolazi do kemijskih reakcija koje proizvode energiju.
Ove baterije omogućuju prilagodbu. Povećanjem volumena elektrolita možete povećati kapacitet pohrane energije. Kako kapacitet raste, trošak po kilovatsatu pohranjene energije značajno opada. Osim toga, protočne baterije mogu izdržati desetke tisuća ciklusa, a elektrolit može trajati mnogo dulje, pa čak i neograničeno.
Jedan od izazova je njihova težina, što ih čini nepogodnima za prijenosne primjene.
Vanadij-protočne baterije
Vanadij, metal sposoban za različita oksidacijska stanja u istoj otopini, omogućuje da baterija radi s jednim elementom, čime se izbjegava unakrsna kontaminacija i produžuje vijek otopine elektrolita.
Kina, najveći svjetski proizvođač vanadija, vodi u razvoju velikih projekata baterija s protočnim elektrolitima. Primjerice, baterija u Dalianu s kapacitetom od 175 MW i 700 MWh najveća je te vrste u svijetu.
Australija također ima potencijal postati vodeći proizvođač vanadija zahvaljujući državnim ulaganjima u nove rudnike i tvornice, poput prve tvornice za proizvodnju vanadij elektrolita otvorene u Townsvilleu 2023. godine.
Cink-brom baterije
Cink-brom baterije koriste otopinu cinka i broma, što omogućuje veći izlaz električne energije po ćeliji. Međutim, izazov su dendriti – tvorbe koje mogu ometati proizvodnju energije ili uzrokovati kratke spojeve.
Željezo-protočne baterije
Razvijane u SAD-u od 2011. godine, ove baterije koriste željezo, sol i vodu, čime se izbjegava potreba za vanadijem. Iako su jeftinije, ovise o visokopročišćenim otopinama željezovog klorida, što može povećati troškove.
Australska prilika za globalno vodstvo
Stvaranje jače industrije baterija u Australiji zahtijevat će vrijeme i financijska ulaganja. Kako globalna potražnja za baterijama raste, Australija bi mogla iskoristiti svoje bogate resurse i postati značajan proizvođač baterija za domaće i međunarodno tržište.
Automatizacija proizvodnje baterija mogla bi značajno smanjiti troškove i poboljšati konkurentnost australskih baterija. Ovo je ključno za pozicioniranje Australije kao lidera u industriji čiste energije.
Pridruživanje globalnom trendu prelaska na obnovljive izvore energije uz istovremeni razvoj baterijskih tehnologija omogućit će Australiji da igra ključnu ulogu u smanjenju emisija i osiguranju održive energetske budućnosti.
_____________________________________
Izvor: Maria Skyllas-Kazacos, profesorica emeritus na Školi kemijskog inženjerstva Sveučilišta Novi Južni Wales / theguardian.com
Naslovna fotografija: Photo by John Cameron on Unsplash