În deșerturile Emiratelor Arabe Unite, un proiect masiv de energie curată—care se întinde pe o suprafață aproximativ de dimensiunea a 12.600 de terenuri de fotbal—este pe cale să realizeze o descoperire: utilizarea energiei solare pentru a furniza energie echivalentă cu cea necesară pentru jumătate de milion de locuințe pe tot parcursul nopții. Statul din Golf a combinat constant 5,2 gigawați (GW) de capacitate solară cu 19 gigawați-oră (GWh) de stocare în baterii pentru a crea cel mai mare sistem de baterii din lume.
Între timp, la aproximativ 12.000 de kilometri distanță, la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă din Colorado, SUA, cercetători și ingineri dezvoltă unele dintre cele mai mici baterii create vreodată. Acestea sunt minuscule în comparație cu bateriile litiu-ion la scară de rețea utilizate pentru stocarea energiei regenerabile. Sunt concepute pentru a alimenta etichete electronice care vor urmări tinerii somoni și anghile, care au aproximativ 7,5 cm lungime.
Pe măsură ce bateriile tradiționale litiu-ion împing limitele dimensiunii și scalei, alte tipuri de baterii ar putea juca un rol la fel de vital în valorificarea energiei cu emisii reduse de carbon—fără a fi nevoie de minerale critice precum litiu, cobalt și nichel, care au ridicat îngrijorări legate de daunele asupra mediului și de afectarea comunităților vulnerabile.
Spre deosebire de bateriile litiu-ion, care au un număr limitat de cicluri de încărcare și descărcare, multe dintre aceste tehnologii alternative de baterii pot fi utilizate la nesfârșit și reciclate după ce durata lor de viață de 20 de ani se încheie. Dezvoltatorii apelează deja la o gamă largă de materiale pentru a stoca electricitatea regenerabilă atunci când este disponibilă și a o folosi pentru a alimenta de la tehnologie portabilă până la rețele de încălzire, fabrici și chiar rachete.
Iată câteva dintre cele mai inovatoare tehnologii de stocare a energiei care fac titluri de presă.
Aer Lichid
La sfârșitul anului trecut, pe locul unei foste centrale pe cărbune din Trafford, fostul primar al Greater Manchester a marcat începutul construcției unui proiect de stocare a energiei mult așteptat care ar putea declanșa „reindustrializarea” regiunii. Andy Burnham a declarat că dezvoltarea clusterului verde Trafford, care include criobateria cu „aer lichid” de la Carrington, ar putea face „acest deceniu cel mai interesant de pe vremea perioadei victoriene pentru Greater Manchester”.
În termeni simpli, proiectul Carrington—dezvoltat de startup-ul britanic Highview Power—își propune să capteze energia regenerabilă atunci când este abundentă și să o stocheze sub formă de aer lichid. În teorie, o „criobaterie” poate stoca energie pentru ore, zile sau chiar săptămâni. Știința este mai complexă: Carrington folosește surplusul de energie regenerabilă pentru a răci aerul la -196°C, transformându-l într-un lichid care ocupă 1/700 din volumul său original. Rămâne în această stare până când energia regenerabilă devine rară și prețurile de piață cresc. Apoi, lichidul este lăsat să se transforme înapoi în gaz, expandându-se rapid printr-o turbină pentru a genera electricitate fără emisiile tipice centralelor pe gaz.
Proiectul s-a confruntat cu mai multe întârzieri, dar odată ce va începe să funcționeze—așteptat până la sfârșitul anului—va furniza 300 MWh de stocare și va livra 50 MW de putere timp de șase ore. Aceasta este suficientă energie curată și regenerabilă pentru a alimenta aproape jumătate de milion de locuințe.
Sare Topită
În timp ce energia este stocată la temperaturi sub zero în Manchester, abordarea opusă este utilizată în deșertul Nevada. Acolo, 10.000 de oglinzi generează electricitate pentru proiectul Crescent Dunes, care a petrecut ultimii 10 ani folosind puterea soarelui pentru a încălzi un rezervor de nitrat de potasiu și sodiu la 560°C. Această temperatură poate fi menținută timp de 10 ore după apus, iar energia termică stocată este apoi convertită în electricitate prin utilizarea căldurii pentru a acționa o turbină tradițională rotativă. Stocarea în sare topită este o modalitate eficientă de a stoca electricitate curată sub formă de căldură. Aceste baterii cu sare topită servesc ca sursă principală de energie pentru majoritatea rachetelor ghidate moderne și armelor nucleare. Funcționează ca „baterii de rezervă”, stocând energie până când căldura dintr-o încărcătură pirotehnică—declanșată la lansarea armei—eliberează acea energie stocată.
În anii 2020, Danemarca a arătat că stocarea în sare topită ar putea ajuta, de asemenea, la rezolvarea provocării decarbonizării industriei grele. Țara, un lider în energie eoliană, a dezvăluit un proiect la scară largă de baterie cu sare topită la începutul acestui an, cu o capacitate de 1 GWh. Poate stoca electricitate curată timp de până la două săptămâni prin încălzirea sărurilor la aproximativ 600°C. Când este necesar, sarea fierbinte este circulată printr-un generator care produce abur la temperatură înaltă, care poate fi utilizat direct în procese industriale.
Nisip
La fel cum electricitatea regenerabilă poate fi stocată prin încălzirea sării, energia curată poate fi stocată și în nisip.
În micul oraș Pornainen din sudul Finlandei, mii de tone de nisip ajută la stocarea energiei utilizate pentru încălzirea școlilor, bibliotecilor și primăriilor. Acest lucru ar trebui să permită districtului să oprească complet utilizarea petrolului în rețeaua sa locală de încălzire și să reducă utilizarea așchiilor de lemn cu aproximativ 60%.
Bateria cu nisip folosește aproximativ 2.000 de tone de piatră de săpun zdrobită pentru a stoca energia curată sub formă de căldură, oferind 1 MW de putere termică și o capacitate de stocare de 100 MWh. Vara, bateria cu nisip—de aproximativ 13 metri înălțime și 15 metri lățime—poate acoperi aproape o lună de necesar de căldură în Pornainen. Iarna, poate acoperi aproape o săptămână. Aceasta este de aproximativ zece ori mai mare decât o versiune anterioară lansată în țară în 2022, evidențiind potențialul bateriilor cu nisip de a juca un rol mai mare în reducerea emisiilor în întreaga Finlandă.
Tehnologia Transpirației
În Japonia, cercetătorii de la Universitatea de Știință din Tokyo explorează dacă transpirația umană ar putea fi o sursă viabilă de energie pentru alimentarea tehnologiei portabile.
Tratând corpul ca pe o sursă de energie care poate furniza putere continuă, cercetătorii speră să rezolve problema alimentării senzorilor din dispozitivele portabile fără a se baza pe baterii mici care le fac voluminoase și necesită încărcare constantă.
Ca răspuns, au dezvoltat un plasture subțire și portabil care generează electricitate direct din transpirația umană. Acesta folosește o celulă de biocombustibil enzimatică pentru a capta compușii chimici—în special lactatul—eliberați în transpirație și a-i converti în energie. Când transpirația intră în contact cu celula, enzimele încorporate în plasture declanșează o reacție biochimică care eliberează electroni.
Aceasta înseamnă că electricitatea poate fi generată fără nicio sursă externă de energie, în timpul activităților zilnice precum mersul pe jos, exercițiile fizice sau alergatul după treburi.
Întrebări Frecvente
Iată o listă de întrebări frecvente despre bateriile neobișnuite care folosesc sare topită și transpirație umană pentru a stoca energie regenerabilă, scrise într-un ton natural, cu răspunsuri clare și simple.
Întrebări pentru Începători
Q Stai, chiar folosim transpirația umană pentru a stoca energie
A Da, dar nu în modul în care ai putea crede. Cercetătorii dezvoltă o baterie super-subțire și flexibilă care folosește sarea din transpirația umană ca un combustibil chimic. Când transpiri, bateria generează o cantitate mică de electricitate—suficientă pentru a alimenta senzori minusculi sau dispozitive portabile.
Q Ce este o baterie cu sare topită
A Este o baterie industrială mare care folosește sare încălzită până devine lichidă. Acest lichid sărat acționează ca un burete, stocând căldură sau electricitate. Este folosită în principal pentru a stoca energie de la panouri solare sau turbine eoliene pentru utilizare ulterioară.
Q De ce am avea nevoie de baterii făcute din transpirație sau sare topită
A Bateriile obișnuite pot fi scumpe, greu de reciclat sau pot lua foc. Bateriile cu transpirație sunt perfecte pentru dispozitive portabile deoarece sunt sigure și nu necesită niciodată încărcare. Bateriile cu sare topită sunt excelente pentru rețeaua electrică deoarece pot stoca cantități uriașe de energie ieftin și pot dura zeci de ani.
Q Cum funcționează de fapt o baterie cu transpirație
A Transpirația ta conține sare. O enzimă specială din baterie reacționează cu lactatul pentru a crea un curent electric mic. Cu cât transpiri mai mult, cu atât produce mai multă energie.
Q Poate o baterie cu sare topită să alimenteze casa mea
A Da, dar nu direct. Aceste baterii sunt de obicei construite la scară largă pentru cartiere întregi sau ferme solare. Ele stochează căldură și apoi o transformă în electricitate pentru a alimenta mii de locuințe.
Întrebări Avansate și Tehnice
Q Care este cel mai mare avantaj al bateriilor cu sare topită față de cele litiu-ion
A Costul și durata de viață. Bateriile cu sare topită folosesc materiale ieftine și abundente. Pot dura 20-30 de ani fără a-și pierde multă capacitate, în timp ce bateriile litiu-ion încep să se degradeze după 5-10 ani. De asemenea, nu iau foc.
Q Cât de fierbinte devine sarea într-o baterie cu sare topită
