Ми всі там були. Різдвяний ранок. Дитина зриває подарункову упаковку, вириває з упаковки найпопулярнішу іграшку року та натискає кнопку, готова дратувати дім ще кілька днів шумом та миготливими вогнями, але нічого не відбувається. Ви перевіряєте викинуту коробку та читаєте напис дрібним шрифтом: «Батареї не входять до комплекту».
У наш час, здається, батарейки входять до складу всього, від наших годинників і телефонів до велосипедів та автомобілів. Замість того, щоб красти їх з пульта телевізора чи шукати в глибині запилених кухонних шухляд, ми розробляємо способи, як заряджати їх та продовжувати термін їхньої служби — і, можливо, навіть повністю змінювати нашу енергетичну інфраструктуру.
Як повідомлялося раніше цього місяця в New York Times, гігантські батареї змінюють те, як США використовують електроенергію, особливо в регіонах, де використовуються більше відновлюваних джерел електроенергії, таких як сонячна та вітрова енергія.
З 2020 року Каліфорнія, штат, який використовує більше сонячної енергії, ніж будь-який інший, встановила більше гігантських батарей у своїй енергомережі, ніж будь-де у світі, окрім Китаю. Логіка проста: оскільки вночі немає сонця, немає сонячної енергії. Але зберігаючи надлишок енергії, що накопичується протягом дня, в батареях, її можна використовувати протягом ночі, частково замінюючи попит на викопне паливо.
Аналогічно, в Техасі, енергію вітру, що накопичується вночі, можна зберігати в години низького попиту, щоб використовувати наступного дня, коли споживання зросте. За останні три роки потужність акумуляторних батарей в електромережі США зросла вдесятеро і, як очікується, цього року знову подвоїться. Як розповіла газеті Times Хелен Коу, керівник відділу аналізу енергетики США в BloombergNEF, «батареї швидко переходять від цих нішевих застосувань до перенаправлення великих обсягів відновлюваної енергії в періоди пікового попиту».
Але одних лише батарейок не вирішать проблему нашої залежності від викопного палива. Літій-іонні акумулятори досі переважно виробляються в Китаї, що створює проблему з їх доступністю, а також вони стали небезпечними для пожежі. На щастя, технологія акумуляторів продовжує розвиватися, а разом з нею й потенціал для нових можливостей.
Однією з інновацій є розробка проточних акумуляторів, які накопичують енергію за допомогою солоної води. Для зарядки акумулятора вода розділяється на кислоту та луг, які зберігаються в окремих резервуарах. При рекомбінації реакція вивільняє енергію. Як повідомляє Імперський коледж Лондона, Цзяцзюнь Сен розробив цю ідею під час навчання там, і зараз очолює AquaBattery, яка щойно отримала початкові інвестиції у розмірі 6 мільйонів євро, щоб допомогти вивести технологію на ринок.
Зберігання енергії також може бути трансформовано за допомогою нових матеріальних структур, що дозволить конденсаторам в електромобілях та інших пристроях утримувати заряди набагато довше.
Видання Live Science висвітлювало нещодавній прорив, зроблений ненавмисно вченими, у «гетероструктурах» з новою властивістю, яка зменшує швидкість розсіювання енергії через матеріал. Ці нові конденсатори мають потенціал утримувати в 19 разів вищу щільність енергії та можуть стати основою для вдосконалених акумуляторів як для споживчих пристроїв, так і для накопичувачів енергії масштабу мережі.
