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Startup präsentiert seine billigere Netzbatterie
Das Startup Sun Catalytix entwickelt eine Durchflussbatterie für die Netzenergiespeicherung, die kundenspezifische Materialien verwendet, die aus kostengünstigen Grundchemikalien gewonnen werden. Es schließt sich Dutzenden anderer Unternehmen an, die nach einem Gerät suchen, das kostengünstig und zuverlässig mehrere Stunden Strom liefert, um intermittierenden Wind- und Solarstrom zu sichern.
Batteriestapel: Der Prototyp von Sun Catalytix lädt und entlädt, indem er Elektrolytflüssigkeiten durch Rillen in quadratischen Platten zirkuliert, die durch eine Membran getrennt sind.
Das MIT-Spin-off, das sich mit einer neuartigen Chemie und kostengünstigen mechanischen Systemen differenzieren will, testet einen kleinen Fünf-Kilowatt-Prototyp. Es geht davon aus, dass ein vollständiges System, das 2015 oder 2016 hergestellt werden soll, unter 300 US-Dollar pro Kilowattstunde oder weniger als halb so viel kosten wird wie die Natrium-Schwefel-Batterien, die jetzt für mehrstündige Netzspeicherung verwendet werden.
Mike Decelle, CEO von Sun Catalytix, sagt, dass ein Vorteil der Technologie des Unternehmens darin besteht, dass billige Zutaten verwendet werden. Wir beschaffen dieses Zeug gerade sehr, sehr billig in Tonnenmengen [aus China], sagt er und steht in einer Tür, damit die Namen der Chemikalien für einen Besucher nicht lesbar sind. Hier müssen Sie Ihre Quellen und die Art der Mengen finden, die Sie benötigen.
Das aktive Material in einer typischen Durchflussbatterie ist ein Metall wie Vanadium oder Zink, das in einem flüssigen Elektrolyten gelöst ist. Um einen Strom zu erzeugen, werden die Flüssigkeiten aus großen Tanks in ein Gerät gepumpt, in dem eine elektrochemische Reaktion über eine Membran stattfindet. Die Elektrolyte werden in umgekehrter Richtung gepumpt, um die Batterie aufzuladen. Ein großer Vorteil von Flow-Batterien besteht darin, dass die gespeicherte Energiemenge durch einfaches Vergrößern der Tanks erhöht werden kann.
Die Elektrolyte von Sun Catalytix bestehen aus Metallen in Kombination mit Liganden oder Molekülen, die an Metallatome binden. Die Verwendung synthetischer Metall-Ligand-Verbindungen als aktive Batteriematerialien gab den Ingenieuren mehr Designflexibilität bei der Suche nach einer kostengünstigen, sicheren Batterie, die nach Angaben des Unternehmens 15 Jahre lang bei täglicher Aufladung halten kann.
In einer Version der Batterie, die im Labor entwickelt wird, werden zwei quadratische Platten aus Carbon-Kunststoff-Verbundmaterial, jede etwa so dick wie ein Blatt Papier, mit einer dünnen Kunststoffmembran dazwischen zu einer Zelle gestapelt. Während des Ladens und Entladens wandern die beiden flüssigen Elektrolyte durch Rillen, die in jede Platte eingearbeitet sind, um die chemische Reaktion über die Membran auszulösen.
Das Prototypsystem, das in einem Glasgehäuse untergebracht ist, besteht aus 50 Zellen in zwei horizontalen Reihen oder Stapeln. Die Zellen sind nicht einzeln verdrahtet; Stattdessen fließt der Strom durch die Platten von einem Ende des Stapels zum anderen, was Verdrahtungskosten spart. Unter den Stapeln befinden sich Tanks mit Flüssigelektrolyten, Pumpen, Ventile und Schläuche aus PVC-Kunststoff – alles Standardgeräte. Ein vollständiges System würde Hunderte von Zellen verwenden, von denen jede ungefähr die Größe einer Pizzaschachtel hat.
Die Batterien von Sun Catalytix unterscheiden sich nach Angaben des Unternehmens unter anderem dadurch, dass die aktiven Materialien in einer nahezu neutralen wässrigen Lösung gelöst werden, die im Falle eines Verschüttens sicher ist und Pumpen und Ventile nicht angreift. Die meisten Elektrolyte für Durchflussbatterien sind starke Säuren, die Sicherheitsbedenken verursachen könnten, wenn die Technologie in Gebäuden verwendet wird, und Sicherheitsbehälter erfordern können, die höhere Kosten verursachen, sagt Venkat Srinivasan, Leiter des Energy Storage and Distributed Resources Lab am Lawrence Berkeley National Laboratory.
Sun Catalytix konkurriert auch mit Unternehmen, die Druckluftspeicher und Batterien mit ihren eigenen neuartigen Chemikalien herstellen, wie etwa einer Zink-Luft-Batterie von Eos Energy Storage und einer Flüssigmetall-Batterie von Ambri. (Siehe Günstige Batterien für erneuerbare Energie als Backup und Ambris bessere Batterie.) Decelle glaubt, dass die Batterie von Sun Catalytix in Bezug auf die Sicherheit einen Vorteil gegenüber der von Ambri haben wird. Ein Flüssigmetall-Akku laufe bei mehreren hundert Grad Celsius, was manchen Kunden innehalten könnte, sagt er.
Sun Catalytix beabsichtigt, 2015 einen Pilotversuch mit einer Batterie in Originalgröße durchzuführen. Ein Ein-Megawatt-System würde in zwei 20-Fuß-Transportcontainer passen, und die Elektrolyttanks würden je nach Strombedarf mehr Transportcontainer erfordern . Das Unternehmen, das Investitionen in Höhe von 16,5 Millionen US-Dollar aufgebracht hat, sucht nun nach mehr Geld von Unternehmen und Risikokapitalgebern, um größere Prototypen zu bauen. Es beabsichtigt, die Zellstapel selbst herzustellen und sich bei der Montage des Endprodukts auf Vertragshersteller oder Systemintegratoren zu verlassen, sagt Decelle.