Аккумулятор с «обратимой ржавчиной», который может преобразовать систему хранения энергии — ClearPath максимизировать надежность сети и интегрировать возобновляемые источники энергии.Хотя гидроаккумулирующие электростанции на сегодняшний день являются крупнейшим источником хранения энергии, а литий-ионные батареи являются самой быстрорастущей технологией хранения, новаторы разрабатывают новые, усовершенствованные химические составы аккумуляторов, чтобы удовлетворить потребности развивающегося рынка. Массачусетская компания Form Energy недавно обнародовала детали своей долгожданной многодневной системы накопления энергии, технологии, известной уже несколько десятилетий, но так и не получившей реального коммерческого применения: железо-воздушные батареи.0005
Важность долговременного хранения энергии в масштабе сети
Надежность сети необходима для современной жизни.
Поддержание надежной электрической сети требует наличия достаточного количества электроэнергии каждую секунду каждого дня. По мере того, как в США развертывается все больше переменных источников, таких как ветер и солнечная энергия, сетевые операторы сталкиваются с проблемой обеспечения круглосуточного энергоснабжения 7 дней в неделю. Накопление энергии позволяет сети экономить энергию, когда она нам больше всего нужна, например, когда из-за суровых погодных условий отключается электростанция. Благодаря накопителям мы также можем экономить избыточную солнечную энергию, вырабатываемую в течение дня, и использовать ее ночью, когда солнце не светит.
Среди технологий хранения энергии наиболее быстро развиваются литий-ионные аккумуляторы. Это те же батареи, которые используются в смартфонах, ноутбуках и электромобилях. Литий-ионные батареи на протяжении десятилетий получали стабильное финансирование исследований и разработок, кульминацией которых стала Нобелевская премия по химии для исследователей, финансируемых Министерством энергетики в 2019 году.
В результате стоимость литий-ионных батарей за последнее десятилетие снизилась на 90 процентов, что стимулирование развертывания электромобилей и аккумуляторных батарей в масштабе сети, последнее все чаще сочетается с ветровой или солнечной энергией коммунального масштаба.
Несмотря на впечатляющий прогресс в технологиях хранения энергии, требуется больше инноваций для рентабельного хранения в масштабе сети, которое может дешево поставлять энергию в течение длительных периодов времени. Литий-ионные батареи лучше всего подходят для более краткосрочного хранения, например, для регулирования частоты сети в течение нескольких минут или для обеспечения питания до нескольких часов. В перспективе для питания всего города, такого как Миннеаполис, во время четырехдневного шторма потребуется энергия 600 000 литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, что будет непомерно дорого. Вот почему длительное хранение энергии является потенциально преобразующей технологией: для хранения огромного количества электроэнергии, например, во время затяжных штормов, США потребуются новые технологии, способные хранить электроэнергию в течение нескольких дней по низкой цене.
Новаторы быстро разрабатывают новые химические составы аккумуляторов, которые обещают экономичное долговременное хранение, которое можно развернуть в масштабе сети. Одной из таких инновационных компаний является Form Energy. Form была основана в 2017 году ветеранами систем хранения энергии, решившими изменить глобальную электрическую систему, создав новый класс недорогих многодневных систем хранения энергии. В число инвесторов Form входят Breakthrough Energy Ventures, Coatue Management, NGP Energy Technology Partners, Temasek, Energy Impact Partners, Prelude Ventures, The Engine из MIT, Capricorn Investment Group, Eni Next и Macquarie Capital.
В 2018 году Form Energy получила финансирование в размере более 3,7 млн долларов от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E). Проект получил награду в рамках программы долговременного хранения энергии ARPA-E, известной как DAYS. Награда Форма в рамках DAYS была сосредоточена на разработке системы батарей на водной основе серы.
Проведя обширный обзор доступных технологий, Form обратилась к чему-то, что действительно отличается от подавляющего большинства других технологий хранения аккумуляторов: к перезаряжаемой железно-воздушной батарее.
Как и литий-ионные, железо-воздушные батареи существуют уже несколько десятилетий. Но в то время как литий-ионные батареи десятилетиями получали государственное и частное финансирование, исследования железо-воздушных батарей в 1970-х годах были в значительной степени прекращены. Form считает, что эта забытая технология имеет не только самую низкую фундаментальную стоимость среди известных химических элементов аккумуляторов, но и будет лучшим долговременным решением в масштабе сети благодаря своей безопасности, долговечности и повсеместному распространению.
Внутри батареи формы Технология Form представляет собой повторное изобретение железо-воздушной батареи, оптимизированной для хранения энергии в течение нескольких дней. Он работает как «реверсивная батарея против ржавчины», что означает, что при разрядке батарея вдыхает кислород из воздуха и превращает металлическое железо в ржавчину.
Во время зарядки с применением электрического тока батарея превращает «ржавчину» обратно в металлическое железо и выдыхает кислород.
Вот более глубокий взгляд на цикл батареи. При разряде воздухопроницаемый электрод пропускает кислород из воздуха в электролит, превращая его в гидроксид-ион, который вступает в реакцию с железным анодом. Это превращает покрытие металла в ржавчину (оксид железа). Затем для перезарядки воздушный электрод потребляет ионы гидроксида, образуя шипучие пузырьки кислорода при зарядке, когда направление меняется на противоположное. Затем ржавчина снова превращается в железо.
Каждая железно-воздушная батарея заполнена негорючим электролитом на водной основе, подобным тем, которые используются в батареях типа АА. Внутри батареи находятся стопки из 10-20 ячеек, которые включают железные электроды, жидкий электролит и воздушные электроды — части батареи, которые проводят и переносят электричество при зарядке и разрядке. Батарея является технологическим прорывом: железный электрод является самым большим из когда-либо созданных анодов батареи, а одна ячейка обеспечивает примерно столько же энергии, сколько аккумуляторная батарея Chevy Volt, но по более низкой цене.
Каждый отдельный аккумуляторный модуль размером со стиральную машину. Эти аккумуляторные модули будут сгруппированы в блоки питания мегаваттного масштаба, которые будут включать тысячи аккумуляторных модулей в корпусе для защиты от окружающей среды. В зависимости от размера системы к электрической сети будут подключены от десятков до сотен таких энергоблоков. Форм говорит, что аккумуляторные системы могут быть размещены где угодно, даже в городских районах, чтобы удовлетворить потребность в хранении энергии в масштабе сети.
Form Energy Преимущества Благодаря десятилетиям исследований и инноваций стоимость литий-ионных аккумуляторов резко снизилась, что привело к их значительному внедрению в транспортном и энергетическом секторах. Тем не менее, литий-ионные батареи лучше всего подходят для более короткого срока хранения. По мере того, как в США будут внедряться более изменчивые возобновляемые источники энергии, нам потребуются рентабельные технологии, способные хранить и разряжать огромное количество электроэнергии в течение от нескольких часов до нескольких дней, например, во время затяжных штормов и периодов слабого ветра или солнечной энергии.
Аккумуляторы Form Energy обладают уникальными преимуществами в плане надежности сети, энергетической безопасности и охраны окружающей среды. Двумя основными преимуществами железо-воздушных батарей являются стабильные цепочки поставок и управление по окончании срока службы. Литий-ионные батареи зависят от важнейших минералов, в цепочках поставок которых доминирует Китай. Более того, в настоящее время в США перерабатывается менее пяти процентов литий-ионных аккумуляторов, а остальные накапливаются на свалках.
В отличие от этого, химия железо-воздушных батарей Form использует один из самых распространенных минералов на Земле, железо, и легко перерабатывается. В то время как новаторы разрабатывают новые способы получения критически важных минералов внутри страны и создают цепочки поставок для переработки батарей, батареи Form Energy полностью избегают многих из этих проблем, что является беспроигрышным для энергетической безопасности США и окружающей среды.
Путь к коммерциализации Сегодня основным преимуществом литий-ионных аккумуляторов является стоимость, отчасти благодаря налаженным цепочкам поставок, отраслевому опыту и десятилетиям исследований и разработок.
Литий-ионные аккумуляторы сейчас настолько дешевы, что многие разработчики энергетики объединяют их с новыми солнечными и ветровыми проектами, что было бы нецелесообразно всего несколько лет назад. Как и в случае с любой новой технологией, железно-воздушные батареи необходимо будет продемонстрировать и масштабировать, чтобы снизить затраты. Form ожидает, что в коммерческих масштабах ее железно-воздушные батареи будут хранить электроэнергию менее чем на 1/10 стоимости литий-ионных батарей.
Form Energy получила поддержку Министерства энергетики и частных инвесторов для разработки и масштабирования своей технологии. С момента получения первой награды Министерства энергетики США в 2018 году Form добилась значительного прогресса в коммерциализации. В 2019 году компания Form продемонстрировала ключевые показатели производительности железо-воздушных элементов в лабораторных условиях. Компания также провела крупноформатные испытания в своем научно-исследовательском центре площадью 50 000 кв.
футов в Сомервилле, штат Массачусетс. В 2020 году Form объявила о партнерстве с Great River Energy для создания пилотного проекта по созданию аккумуляторной батареи мощностью 1 МВт в Кембридже, штат Миннесота, который Form планирует завершить в 2023 году. Form рассчитывает предложить более крупные системы коммерческого масштаба в 2024 году9.0005
История Form Energy показывает, как федеральное финансирование новых технологий может успешно дополнять инвестиции частного сектора. Одной из передовых технологических инициатив Министерства энергетики является Energy Storage Grand Challenge (ESGC), запущенная в начале 2020 года. ESGC представляет собой комплексную стратегию Министерства энергетики, направленную на стимулирование инноваций в области хранения, чтобы США могли сохранять мировое лидерство, с акцентом на три цели: инновации здесь, производство. Здесь и развернуть везде.
Федеральные политики должны стремиться сохранить импульс. Инвестируя в демонстрацию и коммерциализацию, мы можем ускорить развертывание технологий накопления энергии следующего поколения, которые можно производить в Америке и экспортировать по всему миру.
Ознакомьтесь с нашими рекомендациями и сообщите нам свое мнение по адресу [email protected].
Как почистить чугунные печные решетки, чтобы они выглядели совершенно новыми
При покупке по ссылкам на нашем сайте мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.
Чугунные печные решетки (Изображение предоставлено Shutterstock)Если вы регулярно готовите, вам, вероятно, понадобится знать, как чистить чугунные решетки плиты. Решетки, как правило, со временем собирают запекшуюся пищу, жир и грязь, если их не чистить должным образом.
Более того, остатки жира и грязи часто портят внешний вид наших решеток, из-за чего печи выглядят тусклыми. Хотя идея очистки чугунных решеток плиты кажется трудоемкой, на самом деле это просто сделать. Итак, для блестящей печи следуйте этим советам о том, как очистить чугунные решетки печи, чтобы они выглядели совершенно новыми.
У вас есть электричество? Посмотрите как чистить стеклянную плиту .
Кроме того, если вы хотите, чтобы стекло выглядело хорошо, вам также следует прочитать, как предотвратить появление царапин на стеклянной плите.
Как чистить чугунные решетки мыльной водой
1. Прежде чем снимать чугунные решетки, дайте горелкам полностью остыть. Поместите в пустую раковину или ванну.
2. Наполните раковину горячей водой, пока она не покроет решетки, и добавьте в воду немного средства для мытья посуды. Замочите чугунные решетки в мыльном растворе примерно на 10-15 минут. Это позволит мылу начать работу по подъему и разрезанию жира или прилипшей пищи на решетке.
Снятие железной решетки плиты (Изображение предоставлено Shutterstock)3. Затем используйте неметаллическую щетку с мягкой щетиной, подушечку или губку, чтобы очистить и удалить остатки пищи или жир с решетки. Обязательно проникните во все щели и неудобные места, чтобы избавиться от грязи.
4. Когда все решетки очистятся от грязи, промойте их теплой водой, пока не останется следов мыла.
Тщательно высушите чистой тканью перед тем, как положить их обратно на плиту.
СОВЕТ: Чугунные решетки могут легко изнашиваться при использовании неправильных чистящих средств. Избегайте использования абразивных, металлических мочалок или агрессивных чистящих веществ, таких как нашатырный спирт.
Мыльная вода (Изображение предоставлено Shutterstock)Как очистить чугунные решетки с помощью пищевой соды
1. Сначала смешайте три части пищевой соды с одной частью воды, чтобы получилась густая паста.
2. Мягкой щеткой или тканью нанесите пасту на чугунные решетки, следя за тем, чтобы паста попала во все щели и неудобные места.
3. Оставьте примерно на 15-20 минут, чтобы пищевая сода начала действовать, удаляя жирные остатки.
4. Затем используйте мягкую чистящую щетку или зубную щетку, чтобы удалить засохшие остатки, прежде чем тщательно смыть теплой водой.
Наконец, протрите решетки мягкой чистой тканью.
Как очистить чугунные решетки с помощью белого уксуса
1. Сначала смешайте одну часть дистиллированного белого уксуса и одну часть воды в пульверизаторе. Белый уксус является популярным натуральным чистящим средством наряду с пищевой содой. Если вы хотите знать, почему, проверьте , что делает пищевую соду и уксус такими хорошими чистящими средствами.
2. Затем распылите раствор на решетки и оставьте на 15 минут, затем тщательно протрите чистой влажной тканью.
Если вы хотите более приятный запах, вы можете добавить несколько капель эфирного масла, но есть способы на как почистить уксусом без запаха .
Белый уксус и распылитель (Изображение предоставлено Shutterstock)Вам нужно приправить чугунные решетки печи?
Подобно , как приправить чугунную сковороду , вам нужно будет приправить чугунные решетки печи, чтобы предотвратить ржавчину.
После того, как они были очищены, нанесите тонкий слой растительного масла на дно решетки. Затем выпекайте решетку при 350 ° F в течение примерно 30–40 минут.
Чтобы ваша кухня выглядела блестящей и новой, ознакомьтесь с нашими руководствами о том, как чистить микроволновую печь, как чистить духовку, как чистить мусоропровод и как чистить приборы из нержавеющей стали. Хотите обновить свою плиту? Невидимые плиты выглядят как следующая большая вещь — ознакомьтесь с преимуществами и недостатками.
Лучшие на сегодня предложения по пищевой соде Duzzit
6 отзывов покупателей Amazon☆☆☆☆☆
Посмотреть предложениеМгновенный доступ к последним новостям, самым горячим обзорам, выгодным предложениям и полезным советам.
Свяжитесь со мной, чтобы сообщить новости и предложения от других брендов FutureПолучайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров В качестве редактора материалов для дома Синтия Лоуренс охватывает все, что связано с домом, внутренней отделкой и садом.