يمكن لنوع جديد من البطاريات المصنوعة من البوليمرات الموصلة للكهرباء - وهي في الأساس بلاستيك - أن يساعد في جعل تخزين الطاقة على الشبكة أرخص وأكثر متانة، مما يتيح استخدامًا أكبر للطاقة المتجددة.
البطاريات، التي صنعتها شركة ناشئة مقرها بوسطنبولي جول، يمكن أن توفر بديلاً أقل تكلفة وأطول عمراً لبطاريات الليثيوم أيون لتخزين الكهرباء من مصادر متقطعة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
تكشف الشركة الآن عن منتجاتها الأولى. وقد قامت شركة بولي جول بتصنيع أكثر من 18000 خلية، كما قامت بتنفيذ مشروع تجريبي صغير باستخدام مواد رخيصة ومتوفرة على نطاق واسع.
تستبدل البوليمرات الموصلة التي تستخدمها شركة بولي جول في أقطاب بطارياتها الليثيوم والرصاص الموجودين عادةً في البطاريات. وباستخدام مواد يمكن تصنيعها بسهولة باستخدام مواد كيميائية صناعية متوفرة على نطاق واسع، تتجنب بولي جول...ضغط العرضمواجهة مواد مثل الليثيوم.
أسس شركة PolyJoule أستاذان من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، هما تيم سواغر وإيان هانتر، اللذان اكتشفا أن البوليمرات الموصلة تلبي بعض المتطلبات الأساسية لتخزين الطاقة. فهي قادرة على الاحتفاظ بالشحنة لفترة طويلة وشحنها بسرعة. كما أنها تتميز بالكفاءة، أي أنها تخزن نسبة كبيرة من الكهرباء المتدفقة إليها. ولأنها مصنوعة من البلاستيك، فإن هذه المواد رخيصة الإنتاج نسبيًا ومتينة، إذ تتحمل التمدد والانكماش الذي يحدث في البطارية أثناء الشحن والتفريغ.
أحد العيوب الرئيسية هوكثافة الطاقةيقول إيلي باستير، الرئيس التنفيذي لشركة بولي جول، إن حزم البطاريات أكبر من نظام الليثيوم أيون ذي السعة المماثلة بمقدار ضعفين إلى خمسة أضعاف، لذلك قررت الشركة أن تقنيتها ستكون أكثر ملاءمة للتطبيقات الثابتة مثل تخزين الشبكة مقارنة بالإلكترونيات أو السيارات.
لكن على عكس بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة لهذا الغرض حاليًا، لا تتطلب أنظمة بولي جول أي أنظمة تحكم نشطة في درجة الحرارة لضمان عدم ارتفاع درجة حرارتها أو اشتعالها، كما يضيف. يقول باستير: "نريد صنع بطارية متينة حقًا ومنخفضة التكلفة يمكن استخدامها في أي مكان. يمكنك وضعها في أي مكان دون الحاجة إلى القلق بشأنها".
قد تصبح البوليمرات الموصلة لاعباً رئيسياً في تخزين الطاقة في الشبكة، ولكن من المرجح أن يعتمد حدوث ذلك على مدى سرعة قدرة الشركة على توسيع نطاق تقنيتها، والأهم من ذلك، على تكلفة البطاريات، كما تقول سوزان بابينيك، التي تقود برنامج تخزين الطاقة في مختبر أرغون الوطني.
بعضبحثتشير بعض الدراسات إلى أن تكلفة تخزين الطاقة تبلغ 20 دولارًا لكل كيلوواط ساعة، وهو هدف طويل الأجل من شأنه أن يساعدنا على تحقيق اعتماد كامل للطاقة المتجددة. ويمثل هذا إنجازًا هامًا بالنسبة للبدائل الأخرى.بطاريات تخزين الشبكةيركزون على ذلك. وتقول شركة فورم إنرجي، التي تنتج بطاريات الحديد والهواء، إنها تستطيع تحقيق هذا الهدف في العقود القادمة.
قد لا تتمكن شركة بولي جول من الحصول على التكاليفهذا المستوى المنخفضويقر باستر بذلك. وتستهدف الشركة حاليًا 65 دولارًا لكل كيلوواط ساعة من التخزين لأنظمتها، معللة ذلك بأن العملاء الصناعيين وشركات الطاقة قد يكونون على استعداد لدفع هذا السعر لأن المنتجات يجب أن تدوم لفترة أطول وأن تكون صيانتها أسهل وأرخص.
يقول باستر إن الشركة ركزت حتى الآن على بناء تقنية سهلة التصنيع. فهي تستخدم كيمياء تصنيع مائية وتستخدم آلات متوفرة تجارياً لتجميع خلايا البطاريات، لذا فهي لا تحتاج إلى الظروف المتخصصة المطلوبة أحياناً في تصنيع البطاريات.
لا يزال من غير الواضح أي نوع من أنواع البطاريات سيُعتمد عليه في تخزين الطاقة في الشبكة الكهربائية. لكن استخدام البلاستيك في منتجات شركة بولي جول يُتيح خيارًا جديدًا.
تاريخ النشر: 22 أبريل 2022
