A cikin hamadar Hadaddiyar Daular Larabawa, wani babban aikin makamashi mai tsabta—wanda ya kai girman filin wasan ƙwallon ƙafa kusan 12,600—zai sami ci gaba: yin amfani da hasken rana don samar da makamashi daidai da na gidaje rabin miliyan a cikin dare. Ƙasar Gulf ta ci gaba da haɗa ƙarfin hasken rana na gigawatt 5.2 (GW) tare da ajiyar batir na gigawatt-hour 19 (GWh) don ƙirƙirar tsarin batir mafi girma a duniya.
A halin yanzu, kusan mil 7,500 daga can a Cibiyar Bincike ta Makamashi ta Ƙasa ta Amurka a Colorado, masu bincike da injiniyoyi suna haɓaka wasu ƙananan batir da aka taɓa yi. Waɗannan suna da ƙanƙanta idan aka kwatanta da batir lithium-ion na grid da ake amfani da su don adana makamashi mai sabuntawa. An tsara su don kunna alamomin lantarki waɗanda za su bi diddigin ƙananan kifi salmon da eels, waɗanda tsayinsu kusan inci 3 (cm 7.5) ne.
Yayin da batir lithium-ion na gargajiya ke tura iyakokin girma da ma'auni, wasu nau'ikan batir na iya taka muhimmiyar rawa iri ɗaya wajen amfani da makamashi mai ƙarancin carbon—ba tare da buƙatar ma'adanai masu mahimmanci kamar lithium, cobalt, da nickel ba, waɗanda suka haifar da damuwa game da lalacewar muhalli da cutar da al'ummomi masu rauni.
Ba kamar batir lithium-ion ba, waɗanda ke da iyakataccen adadin zagayowar caji da fitarwa, yawancin waɗannan fasahohin batir na madadin ana iya amfani da su har abada kuma a sake yin amfani da su bayan ƙarshen rayuwarsu ta shekaru 20. Masu haɓakawa sun riga sun fara amfani da kayan aiki da yawa don adana wutar lantarki mai sabuntawa lokacin da take samuwa kuma su yi amfani da ita don kunna komai daga kayan sawa na fasaha zuwa hanyoyin dumama, masana'antu, har ma da makamai masu linzami.
Ga wasu daga cikin mafi sababbin fasahohin ajiyar makamashi da ke yin kanun labarai.
Iskar Ruwa
A ƙarshen shekarar da ta gabata, a wurin tsohuwar ma'adanar kwal a Trafford, tsohon magajin garin Greater Manchester ya yi alamar fara gina wani aikin ajiyar makamashi da aka daɗe ana jira wanda zai iya haifar da "sake masana'antu" na yankin. Andy Burnham ya ce ci gaban rukunin kore na Trafford, wanda ya haɗa da "iskar ruwa" cryobattery na Carrington, zai iya sa "wannan shekaru goma ya zama mafi ban sha'awa tun lokacin Victorian ga Greater Manchester."
A taƙaice, aikin Carrington—wanda kamfanin Highview Power na Biritaniya ya haɓaka—yana nufin kama makamashi mai sabuntawa lokacin da yake da yawa kuma a adana shi azaman iskar ruwa. A ka'ida, "cryobattery" na iya adana makamashi na sa'o'i, kwanaki, ko ma makonni. Kimiyyar ta fi rikitarwa: Carrington yana amfani da makamashi mai sabuntawa da ya wuce gona don sanyaya iska zuwa -196°C, yana mai da shi ruwa wanda ya ɗauki 1/700 na girman asalinsa. Yana kasancewa a wannan yanayin har sai makamashi mai sabuntawa ya yi ƙaranci kuma farashin kasuwa ya tashi. Sa'an nan, ana barin ruwan ya koma gas, yana faɗaɗa da sauri ta hanyar turbine don samar da wutar lantarki ba tare da hayaki na yau da kullun na tashoshin wutar gas ba.
Aikin ya fuskanci jinkiri da yawa, amma da zarar ya fara aiki—wanda ake sa ran zuwa ƙarshen shekara—zai samar da ajiyar 300 MWh kuma ya ba da 50 MW na wutar lantarki na sa'o'i shida. Wannan isasshen makamashi mai tsabta ne, mai sabuntawa don samar da wutar lantarki ga kusan rabin miliyan gidaje.
Gishiri Mai Narkewa
Yayin da ake adana makamashi a yanayin zafi mara kyau a Manchester, ana amfani da hanyar akasin haka a hamadar Nevada. A can, madubai 10,000 suna samar da wutar lantarki don aikin Crescent Dunes, wanda ya shafe shekaru 10 yana amfani da ƙarfin rana don dumama tafkin potassium da sodium nitrate zuwa 560°C. Ana iya kiyaye wannan zafin na tsawon sa'o'i 10 bayan faɗuwar rana, kuma ana canza makamashin zafi da aka adana zuwa wutar lantarki ta hanyar amfani da zafin don tuka injin turbine mai juyi na gargajiya. Ajiyar gishiri mai narkewa hanya ce mai inganci don adana wutar lantarki mai tsabta azaman zafi. Waɗannan batir gishiri mai narkewa suna aiki azaman babban tushen wutar lantarki ga yawancin makamai masu linzami na zamani da makaman nukiliya. Suna aiki azaman "batir ajiya," suna riƙe makamashi har sai zafi daga cajin pyrotechnic—wanda ke faruwa lokacin da aka harba makamin—ya saki wannan makamashin da aka adana.
A cikin 2020s, Denmark ta nuna cewa ajiyar gishiri mai narkewa na iya taimakawa wajen magance ƙalubalen rage carbon a manyan masana'antu. Ƙasar, wadda take jagora a wutar iska, ta bayyana wani babban aikin batir gishiri mai narkewa a farkon wannan shekara mai ƙarfin 1 GWh. Zai iya adana wutar lantarki mai tsabta har zuwa makonni biyu ta hanyar dumama gishirin zuwa kusan 600°C. Lokacin da ake buƙata, ana zagaya gishirin mai zafi ta hanyar janareta wanda ke samar da tururi mai zafi, wanda za a iya amfani da shi kai tsaye a cikin ayyukan masana'antu.
Yashi
Kamar yadda za a iya adana wutar lantarki mai sabuntawa ta hanyar dumama gishiri, ana iya adana makamashi mai tsabta a cikin yashi.
A cikin ƙaramin garin Pornainen a kudancin Finland, dubban ton na yashi suna taimakawa adana makamashin da ake amfani da shi don dumama makarantu, dakunan karatu, da gidajen majalisa. Wannan ya kamata ya ba yankin damar dakatar da amfani da mai gaba ɗaya a cikin hanyar dumama ta gida kuma ya rage amfani da guntun itace da kusan 60%.
Batir yashi yana amfani da kusan ton 2,000 na soapstone da aka niƙa don adana makamashi mai tsabta azaman zafi, yana samar da 1 MW na ƙarfin zafi da ƙarfin ajiya na 100 MWh. A lokacin rani, batir yashi—tsayinsa kusan mita 13 da faɗinsa mita 15—zai iya ɗaukar kusan buƙatun zafi na wata ɗaya a Pornainen. A lokacin hunturu, zai iya ɗaukar kusan mako guda. Wannan ya fi girma sau goma fiye da sigar farko da aka ƙaddamar a ƙasar a 2022, yana nuna yuwuwar batir yashi don taka muhimmiyar rawa wajen rage hayaki a duk Finland.
Fasahar Gumi
A Japan, masu bincike a Jami'ar Kimiyya ta Tokyo suna bincika ko gumin ɗan adam zai iya zama tushen makamashi mai amfani don kunna kayan sawa na fasaha.
Ta hanyar ɗaukar jiki azaman tushen makamashi wanda zai iya samar da wutar lantarki mai ci gaba, masu binciken suna fatan magance matsalar kunna na'urori masu auna sigina a cikin kayan sawa ba tare da dogaro da ƙananan batir da ke sa su zama masu girma kuma suna buƙatar caji akai-akai ba.
A sakamakon haka, sun ƙera wani ɗan faci mai bakin ciki, wanda ake sawa, wanda ke samar da wutar lantarki kai tsaye daga gumin ɗan adam. Yana amfani da kwayar halitta mai amfani da enzyme don kama sinadarai—musamman lactate—da ke fitowa a cikin gumi kuma ya canza su zuwa wutar lantarki. Lokacin da gumi ya tuntuɓi kwayar halitta, enzymes da ke cikin facin suna haifar da wani hali na biochemical wanda ke sakin electrons.
Wannan yana nufin ana iya samar da wutar lantarki ba tare da wani tushen wutar lantarki na waje ba, yayin ayyukan yau da kullun kamar tafiya, motsa jiki, ko gudanar da ayyuka.
Tambayoyi da Aka Yi Yawa
Ga jerin tambayoyin da aka yi yawa game da batir ɗin da ba a saba gani ba waɗanda ke amfani da gishiri mai narkewa da gumin ɗan adam don adana makamashi mai sabuntawa, an rubuta su cikin yanayi na halitta tare da amsoshi masu sauƙi.
Tambayoyi na Matakin Farko
Q Jira, da gaske muna amfani da gumin ɗan adam don adana makamashi?
A Ee, amma ba kamar yadda kuke tunani ba. Masu bincike suna haɓaka wani ɗan batir mai bakin ciki, mai sassauƙa wanda ke amfani da gishirin da ke cikin gumin ɗan adam azaman man fetur na sinadarai. Lokacin da kuka yi gumi, batir ɗin yana samar da ɗan ƙaramin wutar lantarki—wanda ya isa don kunna ƙananan na'urori masu auna sigina ko kayan sawa.
Q Menene batir gishiri mai narkewa?
A Babban batir ne na masana'antu wanda ke amfani da gishiri da aka dumama har ya zama ruwa. Wannan gishiri mai ruwa yana aiki kamar soso, yana adana zafi ko wutar lantarki. Ana amfani da shi musamman don adana makamashi daga hasken rana ko wutar iska don amfani daga baya.
Q Me yasa za mu buƙaci batir da aka yi daga gumi ko gishiri mai narkewa?
A Batir na yau da kullun na iya zama masu tsada, da wuya a sake yin amfani da su, ko kuma suna iya ƙonewa. Batir gumi sun dace da kayan sawa saboda suna da lafiya kuma ba sa buƙatar caji. Batir gishiri mai narkewa suna da kyau ga grid na wutar lantarki saboda suna iya adana makamashi mai yawa da rahusa kuma suna daɗe da aiki.
Q Ta yaya batir gumi yake aiki a zahiri?
A Gumin ku yana ƙunshe da gishiri. Wani enzyme na musamman a cikin batir ɗin yana amsawa da lactate don ƙirƙirar ɗan ƙaramin wutar lantarki. Yawan gumin da kuke yi, yawan wutar da yake samarwa.
Q Shin batir gishiri mai narkewa zai iya samar da wutar lantarki ga gidana?
A Ee, amma ba kai tsaye ba. Ana gina waɗannan batir ɗin a babban ma'auni don dukan unguwanni ko gonakin hasken rana. Suna adana zafi kuma daga baya suna mayar da shi wutar lantarki don samar da dubban gidaje.
Tambayoyi na Ci Gaba da Fasaha
Q Menene babban fa'idar batir gishiri mai narkewa akan lithium-ion?
A Farashi da tsawon rayuwa. Gishiri mai narkewa yana amfani da kayan aiki masu rahusa da yawa. Suna iya rayuwa shekaru 20-30 ba tare da rasa ƙarfi sosai ba, yayin da batir lithium ke fara raguwa bayan shekaru 5-10. Hakanan ba sa ƙonewa.
Q Yaya zafin gishirin yake a cikin batir gishiri mai narkewa?
