Enerji Depolama Sistemleri Kahvaltı, Öğle Yemeği ve Akşam Yemeğinde CO2 Tüketiyor

İçin kayıt olun CleanTechnica’dan günlük haber güncellemeleri e-postada. Veya Bizi Google Haberler’de takip edin!


Tüm gün süren enerji depolama, daha fazla rüzgar ve güneş enerjisinin dolaşacağı yoldur, ancak oraya ulaşmak zorlu bir mücadeledir. Lityum iyon pil destekleri yalnızca birkaç saat dayanır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan tek uzun süreli seçenek, coğrafi olarak sınırlı olan pompalı hidroelektriktir. İşin iyi tarafı, yeni teknolojiler ortaya çıkmaya başlıyor ve bunlardan bazıları, rüzgar ve güneş kaynaklarından temiz kilovat depolamak için karbondioksit kullanma avantajına da sahip.

Tüm Karbon Dioksit Nereden Gelecek?

Doğrudan hava yakalama sistemlerinin üzerinde çalışıldığını düşünüyorsanız, bu bir düşüncedir. Ancak yeni CO2 pilleri fark edildi CleanTechnica Ortam havasından değil, enerji santrallerinden ve diğer endüstriyel kaynaklardan elde edilen CO2’ye güvenin.

İdeal bir dünyada bu nokta kaynaklı emisyonlar ilk etapta mevcut olmazdı, ancak varlar ve önümüzdeki yıllarda karbondioksitin küresel ekonomiye yayılmasına devam edecekler. CO2 emisyonlarını yakalamak ve bunları sistemlerde ve ürünlerde kilitlemek bir sonraki en iyi şeydir.

Sorun, ticari gelişim için nokta kaynaklardan karbon yakalamanın nasıl daha verimli ve ekonomik hale getirileceğidir. ABD Enerji Bakanlığı’nın Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, yeni bir gaz bazlı membran olan bir çözüm buldular.

“Var olandan farklı olarak CO yakalamak için kimyasal yöntemler2 Endüstriyel proseslerden membranların kurulumu kolaydır ve hiçbir ek adım veya ilave enerji maliyeti olmadan uzun süre gözetimsiz çalışabilir,” diye belirtti ORNL 2022’de. Maliyetleri azaltmak, tedarik zincirini anlamak ve teknolojiyi pazara hazır olacak şekilde ölçeklendirmek sonraki adımlardır, bu nedenle bu konuda daha fazla bilgi için bizi izlemeye devam edin.

Laboratuvarda CO2 Enerji Depolama, Seramik Beyin Sürümü

Bu arada ABD Enerji Bakanlığı, geçen hafta ORNL kanadı altında iki yeni CO2 bazlı enerji depolama projesini sergiledi. Her iki projenin amacı da Endüstriyel kaynaklardan CO2’yi yakalayın ve dağıtındüşük maliyetli ve bol enerji depolama formülleri kullanarak katı forma dönüştürüyoruz.

Bir projede tuzlu sudan sodyum ve demir-nikel katalizörü kullanılıyor. Bu pilin ticari olarak kullanılıp kullanılamayacağı henüz bilinmiyor. Buradaki zorluk, CO2 bazlı pillerin en azından şu ana kadar pek fazla dayanıklılık göstermemiş olmasıdır. Örneğin ORNL’nin tuzlu su Na-CO2 pili hala devam eden bir çalışmadır. Çalışma yeteneği, elektrot üzerinde film birikmesi nedeniyle sınırlıdır.

İyi tarafından bakıldığında, ORNL araştırma ekibi şarj/deşarj döngüsünü hızlandırmanın filmin birikmesini önlemeye yardımcı olabileceğini buldu, yani bu daha fazla iyileştirme alanıdır. Ekip ayrıca sonraki adımlarını pil odalarını ayırmak için “çok ince, yoğun, mekanik olarak stabil bir seramik membran” geliştirmeye odaklanacak.

Yeni pilin seramik “beyni” fırlatma çarkından çıkan basit bir kap değil. Yüksek teknolojili seramik elektrolitler, yeni katı hal pil teknolojisi. Geçen yıl Çin’deki bir araştırma grubu literatürü gözden geçirdi ve Na-CO2’nin katı hal pilleri “elektrokimyasal enerji depolama için fazla CO2 kullanabilen, gelecek vaat eden bir tür enerji depolama sistemidir.”

“Yalnızca yüksek teorik enerji yoğunluklarına sahip olmakla kalmıyorlar, aynı zamanda yüksek güvenlik düzeyine sahip katı hal pilleri ve bol sodyum metal kaynakları nedeniyle düşük maliyetlere de sahipler” diye eklediler, ancak ayrıca çözülmesi gereken zorlukların bir listesini de belirttiler: ” kısa çevrim ömrü, yüksek şarj potansiyeli, zayıf hız performansı ve daha düşük spesifik tam deşarj kapasitesi.

Ah! Bu çok umut verici görünmüyor, ancak ORNL ekibi özellikle bu zorluğa hazır görünüyor.

Alüminyum Enerji Depolama Konusunda Dikkat Çekiyor

ORNL’de devam eden diğer proje ise alüminyum-CO2 formülüdür. Bu aynı zamanda devam eden bir çalışmadır, ancak araştırma ekibi Al-CO2 pilinin daha önceki versiyonlarının yalnızca sekiz saatlik döngü boyunca test edildiğini belirtiyor. Buna karşılık ORNL ekibi, yeni pillerini kapasite kaybı olmadan 600 saat boyunca test edebildi.

“En önemlisi, bu pil, Na-CO2 (tuzlu su) pilinin neredeyse iki katı kadar karbondioksit yakalıyor. ORNL, sistemin her iki elektrotun da aynı sıvı çözelti içinde olduğu tek bir bölmede çalışacak şekilde tasarlanabileceğini, dolayısıyla iyon hareketine hiçbir engel olmayacağını “diye açıklıyor.

Üstteki tek kiraz bu değil. Yeni Al-CO2 pili aynı zamanda 10 saat veya daha fazla süre boyunca elektrik depolayabiliyor ve Enerji Bakanlığı’nın uzun süreli enerji depolama tanımını karşılıyor.

“Uzun süreli depolama için bu çok büyük bir rakam. ORNL’nin baş araştırmacısı Ruhul Amin, “Bu, uzun süre istikrarlı bir şekilde çalışabilen ilk Al-CO2 bataryası ve hedefimiz de bu” dedi. “Sadece birkaç saatlik depolanmış enerjiyi tutmanın bir faydası yok.”

Al-CO2 pilinin sonraki adımları arasında pilin ölçeğinin büyütülmesi, ömrünün uzatılması ve CO2 yakalama becerilerinin geliştirilmesi yer alıyor.

Daha Sürdürülebilir Bir Tedarik Zinciri İçin CO2

ORNL pilleri atmosfere CO2 salmak yerine CO2 gazı kabarcıklarını dönüştürün katı bir toz haline getirin.

ORNL, Al-CO2 pilini şöyle açıklıyor: “Yan ürün, pil performansını artırmak için sıvıyı sürekli olarak zenginleştiriyor veya pilin çalışmasını kesintiye uğratmadan kabın altından filtrelenebiliyor.”

Laboratuvar, ilaç ve çimento endüstrilerinin pille üretilen karbon ürünleri açısından önde gelen iki pazar olduğunu öngörüyor. Ayrıca pillerin oksijen ve hidrojen ürettiğini ve bunların her ikisinin de yeniden kullanım için yakalanabileceğini belirtiyorlar.

Karbonu dönüştüren CO2 bazlı pillere yönelik araştırma ilgisi dünyanın başka yerlerinde de artıyor gibi görünüyor. Örneğin Şubat ayında Kore’deki bir bilim insanı ekibi şunları rapor etti: karbon dönüştüren pil alüminyum yerine çinko kullanan bir sistem.

Tehlikeli ve nadir maddelerin pil tedarik zincirlerinden çıkarılması potansiyeli de ek araştırmaları motive edebilir. Örneğin 2022’de Cambridge Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi deniz suyu bazlı bir araştırma raporladı. karbon yakalayan pil Atılmış hindistan cevizi kabuklarından elde edilen karbondan yapılmış elektrotlardan oluşuyor.

Uzun Süreli Enerji Depolamaya Giden Birçok Yol

Uzun süreli enerji depolama alanında geliştirilmekte olan tek CO2 pil türü elektrokimyasal sistemler değildir. İlginç bir örnekte bir sıvı CO2 pil basınçlı hava enerji depolama alanından ilham alıyor. (daha fazla gör uzun süreli projeler burada).

CO2’nin enerji depolama sisteminde kullanılmasına yönelik başka bir yol da ABD’li firma tarafından temsil ediliyor Toprakgeliştirmek için Enerji Bakanlığı’ndan fon aldı. kapalı döngü, uzun süreli sistem CO2’nin gaz gibi davranan sıvı formu olan süperkritik CO2’yi temel alır.

Yine de lityumdan henüz vazgeçmeyin. Surrey Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yaşamı zorlaştıran elektrolit sızıntısı ve buharlaşma sorunlarını çözmek için çalışıyorlar. lityum-CO2 enerji depolama sistemleri. Okuldaki araştırmacılar aynı zamanda bu haftanın başlarında yayınlanan, etkili katalizörleri belirlemeyi amaçlayan çok uluslu bir projeye de katıldılar. lityum-CO2 piller.

Enerji depolama sistemi dahil olsun ya da olmasın, lityum iyon pillerde kullanılan grafit için daha sürdürülebilir bir kaynak sağlamak amacıyla karbon yakalama teknolojisi de kullanılıyor.

2022’de AB karbon yakalamayı amaçlayan bir konsorsiyum başlattı endüstriyel emisyonlardan ve onu grafite dönüştürüyoruz. Sürdürülebilirliğin yanı sıra amaç, AB tedarik zincirini Çin’den gelen grafite bağımlılıktan kurtarmaktır.

Bu çaba, Estonyalı startup UP Catalyst’in desteğiyle düzenlendi ve 4 milyon Euro’luk tohum yatırım turunun yardımıyla pilot aşamaya geçti.

UP Catalyst, geçen Aralık ayındaki turu “Çin’in grafit ihracatına kısıtlama getirme kararının aciliyet kattığı bir dönemde” kapattı. yerli akü hammadde alternatifleriŞirket, 6 Aralık 2023 tarihli basın açıklamasında şunları kaydetti:

UP Catalyst, “Avrupa’nın şu anda tedarikinin %99’u için grafit ithalatına bağlı olduğu göz önüne alındığında, bu özellikle hayati önem taşıyor” diye ekledi.

Yeni fonlar, UP Catalyst’in üretimi önceki oranına göre 10 kat artırmasını sağlayacak ve bir sonraki adım, 100 ton CO2 işlemeyi amaçlayan pilot ölçekli bir reaktör olacak.2 Yılda endüstriyel emisyonlardan 27 ton karbon malzeme üretmek.

Beni Bluesky, Threads, Instagram ve LinkedIn’de @tinamcasey’i takip edin.

Resim (kırpılmış): “Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı ve Tennessee Üniversitesi, Knoxville’deki araştırmacılar, uygun fiyatlı gaz membranları için yeni bir üretim yöntemi gösterdi. karbondioksiti gidermek endüstriyel emisyonlardan (ORNL aracılığıyla Zhenzhen Yang/UT tarafından).


CleanTechnica için bir ipucunuz mu var? Reklam mı vermek istiyorsunuz? CleanTech Talk podcast’imiz için bir konuk önermek ister misiniz? Bize buradan ulaşın.


En Son CleanTechnica.TV Videosu

Reklamcılık




CleanTechnica bağlı kuruluş bağlantılarını kullanır. Politikamıza bakın Burada.




Kaynak