Baterai lithium adalah solusi yang sangat baik untuk menyimpan energi yang dihasilkan oleh panel surya atau sumber listrik hijau lainnya. Tetapi mereka dikeluarkan dengan cukup cepat, jadi ini adalah solusi jangka pendek - untuk menghemat energi "untuk masa depan" tidak akan bekerja. Selain itu, fasilitas penyimpanan yang sangat besar diperlukan untuk menyimpan energi yang sangat besar (salah satunya dibangun oleh Elon Musk di Australia).
Para ahli telah mencari solusi yang cocok selama bertahun-tahun, tetapi sejauh ini tidak ada yang radikal telah dibuat. Namun, baru-baru ini sel bahan bakar yang menghasilkan energi dari, misalnya, hidrogen, telah menjadi lebih populer. Beberapa hari yang lalu diketahui tentang jenis baru sel bahan bakar yang bekerja dalam dua arah sekaligus - mereka dapat menghasilkan listrik dari metana atau hidrogen, atau mereka dapat mengkonsumsi energi dan menghasilkan metana atau hidrogen.
Efisiensi sel cukup tinggi: jika Anda menghabiskan sejumlah energi untuk produksi metana atau hidrogen, dan kemudian membiarkan semuanya berjalan berlawanan arah, maka Anda bisa mendapatkan 75% dari listrik yang dihabiskan sebelumnya. Secara prinsip, sangat bagus.
Keterbatasan
Baterai, seperti disebutkan di atas, tidak terlalu bagus untuk pasokan listrik jangka panjang.
Kerugian lainnya adalah kecepatan pengisian yang lambat ditambah biaya tinggi. Solusi yang baik dapat mengalir baterai, yang digunakan semakin banyak.
Baterai mengalir (redoks) adalah perangkat penyimpanan energi listrik yang merupakan persilangan antara baterai konvensional dan sel bahan bakar. Elektrolit cair, yang terdiri dari larutan garam logam, dipompa melalui inti, yang terdiri dari elektroda positif dan negatif, dipisahkan oleh membran. Pertukaran ion yang timbul antara katoda dan anoda mengarah pada pembangkitan listrik.
Tetapi baterai isi ulang sesaat tidak seefektif baterai tradisional, tetapi elektrolit yang digunakan di dalamnya biasanya beracun atau menyebabkan korosi (dan kadang-kadang keduanya).
Alternatif untuk menyimpan energi untuk waktu yang lama adalah mengubah kelebihan listrik menjadi bahan bakar. Tapi semuanya tidak begitu sederhana di sini, skema biasa untuk mengubah energi menjadi bahan bakar cukup intensif energi, sehingga efisiensi sistem tidak akan pernah tinggi. Selain itu, katalis reaksi biasanya mahal.
Cara untuk mengurangi biaya adalah dengan menggunakan sel bahan bakar yang dapat dibalik. Pada prinsipnya, mereka bukanlah hal baru. Saat bekerja ke arah depan, sel bahan bakar menggunakan hidrogen atau metana sebagai bahan bakar dan menghasilkan listrik. Bekerja di arah yang berlawanan, mereka menghasilkan bahan bakar dengan mengkonsumsi listrik.
Hanya sel bahan bakar reversibel yang ideal untuk penyimpanan energi jangka panjang, serta untuk produksi metana atau hidrogen di mana mereka dibutuhkan.
Mengapa mereka belum digunakan secara universal? Karena secara teori segala sesuatu tampak hebat, tetapi dalam praktiknya ada kesulitan yang tak dapat diatasi. Pertama, banyak elemen yang membutuhkan suhu tinggi untuk bekerja. Kedua, mereka menghasilkan campuran hidrogen dan air, bukan hidrogen murni (dalam banyak kasus). Ketiga, efisiensi siklus sangat kecil. Keempat, katalisator di sebagian besar elemen yang ada dihancurkan dengan cepat.
Jalan keluar
Itu diusulkan oleh para peneliti dari Colorado School of Mines. Mereka mempelajari kemungkinan sel elektrokimia proton-keramik reversibel. Ketika menghasilkan energi, mereka sangat efisien, ditambah lagi mereka tidak membutuhkan suhu yang sangat tinggi - ada cukup sumber panas limbah dari proses industri atau produksi listrik tradisional.
Para ilmuwan telah meningkatkan teknologi dengan menawarkan Ba ââ/ Ce / Zr / Y / Yb dan Ba ââ/ Co / Zr / Y sebagai bahan untuk elektroda. Untuk pekerjaan mereka, suhu 500 derajat Celcius diperlukan, yang tidak menjadi masalah, ditambah sekitar 97% dari energi yang disuplai ke sistem terlibat dalam produksi. Dalam hal ini, sel-sel beroperasi pada air atau air dan karbon dioksida. Mereka menghasilkan hidrogen, dalam kasus pertama, atau metana, dalam yang kedua.
Efisiensi sistem sekitar 75%. Tidak sebagus baterai, tetapi untuk sebagian besar tujuan, ini sudah cukup. Dalam hal ini, elektroda tidak dihancurkan. Setelah 1.200 jam pengujian, ternyata bahan tersebut praktis tidak mengalami degradasi.
Benar, masalah lain tetap ada - tingginya biaya bahan awal yang digunakan untuk membuat elektroda. Ytterbium yang sama harganya sekitar $ 14.000 per kilogram, jadi membuat sel bahan bakar yang sangat besar bisa sangat mahal.
Tapi, mungkin, para pengembang akan dapat menyelesaikan masalah ini - dalam hal apa pun, pekerjaan ke arah ini sudah berlangsung.
