Et storstilt ren energiprosjekt som spenner over et område omtrent på størrelse med 12 600 fotballbaner i ørkenen i De forente arabiske emirater ville gi et gjennombrudd som kan drive tilsvarende 500 000 hjem over natten med solenergi.
Gulfstaten har konsekvent kombinert 5,2GW solenergikapasitet med 19GWh batterilagring, og har skapt verdens største batteriordning.
I mellomtiden, omtrent 7500 miles unna, ved et amerikansk nasjonalt laboratorium for fornybar energi i Colorado, bygger forskere og ingeniører verdens minste batteri. Batteriene, som er en brøkdel av størrelsen på litium-ion-batterier i nettskala som brukes til å lagre fornybar energi, er designet for å drive elektroniske merkelapper som sporer de 3-tommers (ca. 7,5 cm) lange ungene av lakse- og ålarter.
Ettersom tradisjonelle litium-ion-batterier flytter grensene for størrelse og skala, kan alternative batterityper gi den samme viktige rollen i å utnytte lavkarbonenergi. Men det er ingen kamp for essensielle mineraler som litium, kobolt og nikkel, som vekker bekymring for miljøvern og sårbare samfunn.
I motsetning til litium-ion-batterier, som har et begrenset antall lade-/utladingssykluser, kan mange av disse alternative batteriteknologiene brukes på ubestemt tid og kan resirkuleres ved slutten av enhetens 20-årige levetid.
Allerede bruker utviklere en rekke materialer for å lagre fornybar elektrisitet der det er mulig og bruke den til å drive alt fra bærbar teknologi til oppvarmingsnettverk, fabrikker og missiler.
Noen av energilagringsinnovasjonene som hever øyenbrynene inkluderer:
flytende luft
Sent i fjor kunngjorde den tidligere borgermesteren i Stor-Manchester starten på byggingen av et etterlengtet energilagringsprosjekt på stedet til en tidligere kullkraftstasjon i Trafford som kan bringe «re-industrialisering» til fylket.
Andy Burnham sa at utviklingen av Traffords grønne klynge, som inkluderer Carringtons «flytende luft» kryogene batterier, kan bety «dette tiåret vil bli det mest spennende siden viktorianske æra i Stor-Manchester».
Enkelt sagt, Carrington-prosjektet, utviklet av den britiske oppstarten Highview Power, har som mål å fange opp fornybar energi når det er rikelig og lagre det som flytende luft. I teorien kan «kalde batterier» lagre energi i timer, dager eller til og med uker.
Vitenskapen er mer komplisert. Carrington bruker overskudd av fornybar energi til å kjøle ned luft til -196C, noe som reduserer væskevolumet med en faktor på 700. Dette kan forbli til fornybar energi blir knapp og markedsprisene begynner å stige. Væsken blir deretter en gass igjen og ekspanderer raskt gjennom en turbin for å generere elektrisitet uten de utslippene som typisk er knyttet til gasskraftverk.
Prosjektet har vært utsatt for flere forsinkelser, men når det starter driften, planlagt til slutten av året, vil det gi 300 MWh lagringskapasitet og 50 MW produksjon i seks timer. Det er nok ren, fornybar energi til å drive nesten en halv million hjem.
smeltet salt
Mens energien i Manchester lagres ved minusgrader, har man tatt den motsatte tilnærmingen i Nevada-ørkenen.
Her genererer 10.000 glassruter strøm til Crescent Dunes-ordningen. Ordningen har utnyttet solens kraft til å varme opp reservoarer av kalium og natriumnitrat til 560C det siste tiåret.
Denne temperaturen kan opprettholdes i 10 timer etter solnedgang, og den lagrede termiske energien kan omdannes til elektrisitet ved å bruke varmen til å drive en tradisjonell roterende turbin. Systemet lagrer effektivt ren elektrisitet som varme i en prosess kjent som smeltet saltlagring.
Disse smeltede saltbatteriene gir den primære kraftkilden for de fleste moderne guidede missiler og atomvåpen ved å fungere som «reservebatterier» som beholder energien til den pyrotekniske varmen som genereres når våpenet avfyres, aktiverer energifrigjøring.
Etter nyhetsbrevkampanje
På 2020-tallet demonstrerte Danmark at lagringsteknologi for smeltet salt kan gi et svar på dilemmaet med å avkarbonisere tungindustrien. Vindkraftlederen avduket et 1GWh storkapasitets smeltet saltbatteriprosjekt tidligere i år som kan varme salt til rundt 600 grader Celsius og lagre ren strøm i opptil to uker. Om nødvendig blir det varme saltet syklet gjennom en generator som produserer høytemperaturdamp som kan brukes direkte i industrielle prosesser.
sand
På samme måte som fornybar elektrisitet kan lagres ved å varme opp salt, kan ren energi lagres i sand.
I Pornainen, en liten by i det sørlige Finland, hjelper tusenvis av tonn sand med å lagre energi som brukes til å varme opp skolen, biblioteket og rådhuset. Dette vil gjøre det mulig for regionen å fullstendig eliminere bruken av olje i fjernvarmenett og redusere flisbruken med rundt 60 %.
Sandbatteriet bruker omtrent 2000 tonn knust kleberstein for å lagre ren energi i form av varme, og gir 1MW termisk kraftproduksjon og 100MWh lagringskapasitet.
Om sommeren kan sandbatteriet, omtrent 13 m høyt og 15 m bredt (43 fot x 49 fot), dekke nesten en måneds varmebehov på Pornainen, og nesten en uke om vinteren. Den er omtrent 10 ganger større enn den forrige versjonen, som ble lansert i landet i 2022, og fremhever potensialet for sandbatterier til å spille en større rolle for å redusere utslipp over hele landet.
svetteteknologi
I Japan undersøker forskere ved Tokyo University of Science hvordan menneskelig svette kan være en levedyktig energikilde for å drive bærbar teknologi.
Ved å behandle kroppen som en energikilde som er i stand til å gi kontinuerlig kraft, håper forskerne å løse problemet med hvordan de kan gi drivstoff til sensorene som ligger til grunn for bærbare enheter uten bittesmå batterier som er klumpete og krever konstant lading.
Som svar utviklet de en tynn bærbar lapp som genererer elektrisitet direkte fra menneskelig svette. Enzymatiske biodrivstoffceller brukes til å fange opp forbindelser frigjort fra svette, spesielt laktat, og omdanne dem til elektrisk kraft. Når svette kommer i kontakt med celler, utløser enzymer innebygd i plasteret en biokjemisk reaksjon som frigjør elektroner.
Dette betyr at den kan generere strøm uten en ekstern strømkilde under daglige aktiviteter som å gå, trene eller løpe ærend.