Новый тип аккумуляторов, созданных на основе электропроводящих полимеров — по сути, пластика — может сделать хранение энергии в энергосетях более доступным и долговечным, открывая дорогу для более широкого внедрения возобновляемых источников.
Батареи, разработанные бостонским стартапом PolyJoule, предлагают менее дорогую и более долговечную альтернативу литий-ионным аккумуляторам для хранения электричества, получаемого от непостоянных источников, таких как ветер и солнце.
В настоящее время компания представляет свои первые продукты. PolyJoule уже изготовила более 18 000 ячеек и внедрила небольшой пилотный проект, используя недорогие и широко доступные материалы.
Проводящие полимеры, которые использует PolyJoule в электродах своих батарей, заменяют литий и свинец, традиционно применяемые в аккумуляторах. Используя материалы, которые можно легко получить из широко распространенных промышленных химикатов, PolyJoule обходит проблему дефицита поставок таких элементов, как литий.
Основателями PolyJoule стали профессора Массачусетского технологического института (MIT) Тим Свагер и Иэн Хантер. Они обнаружили, что проводящие полимеры обладают ключевыми характеристиками для хранения энергии. Они могут долго удерживать заряд и быстро заряжаться. Кроме того, они эффективны, что означает, что они сохраняют большую долю электричества, поступающего в них. Будучи пластиком, эти материалы относительно недороги в производстве и прочны, выдерживая расширение и сжатие, которые происходят в батарее во время циклов заряда и разряда.
Одним из существенных недостатков является плотность энергии. Аккумуляторные блоки оказываются в два-пять раз больше, чем литий-ионная система аналогичной емкости. Поэтому, как отмечает генеральный директор PolyJoule Эли Пастер, компания пришла к выводу, что ее технология лучше подходит для стационарных применений, таких как хранение энергии в сети, а не для электроники или автомобилей.
Однако, в отличие от литий-ионных батарей, используемых для этих целей сегодня, системы PolyJoule не требуют активных систем терморегуляции для предотвращения перегрева или возгорания, добавляет Пастер. «Мы хотим создать по-настоящему надежный, недорогой аккумулятор, который можно разместить где угодно. Вы можете установить его где угодно, и вам не придется беспокоиться», — заявляет Пастер.
Проводящие полимеры могут стать важным игроком в хранении энергии для сетей, но станут ли они таковыми, вероятно, будет зависеть от того, насколько быстро компания сможет масштабировать свою технологию и, что крайне важно, от стоимости этих батарей, считает Сьюзан Бабинек, руководитель программы хранения энергии в Аргоннской национальной лаборатории.
Некоторые исследования указывают на целевой показатель в $20 за киловатт-час хранения как на долгосрочный ориентир, который поможет нам достичь 100% использования возобновляемой энергии. Это тот рубеж, на котором сосредоточены и другие альтернативные технологии хранения для сетей. Например, компания Form Energy, производящая железо-воздушные батареи, заявляет о возможности достижения этой цели в ближайшие десятилетия.
Пастер признает, что PolyJoule, возможно, не сможет достичь такой низкой себестоимости. В настоящее время компания нацелена на $65 за киловатт-час хранения для своих систем, исходя из предположения, что промышленные потребители и энергетические компании могут быть готовы платить эту цену, поскольку продукция должна прослужить дольше и ее обслуживание будет проще и дешевле.
На данный момент, по словам Пастера, компания сосредоточилась на создании технологии, которую просто производить. Она использует водорастворимую производственную химию и коммерчески доступное оборудование для сборки своих аккумуляторных ячеек, что исключает необходимость в специализированных условиях, иногда требуемых в производстве батарей.
Пока неясно, какая именно химия аккумуляторов победит в гонке за хранение энергии для сетей. Однако благодаря пластикам PolyJoule на рынке появилась новая, весьма перспективная опция.
