Onderzoekers op Sardinië hebben opmerkelijke vorderingen gemaakt op het gebied van duurzame energie door natrium-zeewaterbatterijen te ontwikkelen voor korte- en langetermijnstationaire energieopslag. Ze ontdekten dat SWB's efficiënt energie kunnen opslaan en vermogensschommelingen kunnen stabiliseren door natrium-bifenyltechnologie te combineren met golfenergie. Deze nieuwe ontdekking zal naar verwachting voldoen aan de energie- en waterbehoeften van Sardinië en tegelijkertijd koolstofdioxide opvangen. Dit is een belangrijke stap voorwaarts in de overgang naar schone energie voor kustgebieden en eilanden.
Onderzoekers van de Universiteit van Perugia en de Sapienza Universiteit van Rome hebben een studie uitgevoerd naar de veelbelovende mogelijkheden van zonne-energiebatterijen. Hun onderzoek is gebaseerd op een casestudie over de overvloed aan hernieuwbare energie op het eiland Sardinië.
Uit hun onderzoek bleek dat SWB's, in combinatie met golfenergie, stroomschommelingen effectief kunnen stabiliseren en op de lange termijn de weg vrijmaken voor een volledig koolstofvrij energieopwekkingssysteem . Natriumbatterijen, bekend als SWB's, tonen een hoge efficiëntie door zeewater als kathode te gebruiken. Een van de vele voordelen van SWB's is hun opmerkelijke vermogen om energie effectief op te slaan, zowel voor korte als lange perioden, waardoor een betrouwbare jaarlijkse energieopslag wordt gegarandeerd.
Om dit potentieel te benutten, gebruikten ze natriumbifenyl (Na-BP) als anoliet, waarmee ze een opmerkelijke SWB-technologie creëerden. Dit innovatieve ontwerp maakt het mogelijk dat zowel de anoliet als de katholiet (zeewater) door de batterijcellen stromen, vergelijkbaar met een conventionele redox-flowbatterij, maar met een opmerkelijk rendement.
Onderzoekers hebben aangetoond dat een van de grootste voordelen van op Na-BP gebaseerde SWB's de mogelijkheid is om extern metallisch natrium op te slaan . Door de opslagcapaciteit van het natriummetaal te vergroten, verlengt deze innovatieve functie de opslagduur aanzienlijk. Hierdoor wordt het mogelijk om energie op te slaan voor een periode van een uur tot een maand, of zelfs voor meerdere seizoenen, met slechts één apparaat. Dit verhoogt niet alleen de algehele efficiëntie, maar verlaagt ook de investeringskosten.
De onderzoekers verklaarden: "Dit onderzoek heeft tot doel de toepasbaarheid van SWB aan te tonen om te voldoen aan de Europese energiebehoeften, en de interesse te wekken van de publieke en private sector in de verdere ontwikkeling die nodig is om de tot nu toe in het laboratorium ontwikkelde cellen commercieel toepasbaar te maken."
Om dit doel te bereiken, onderzochten de onderzoekers het gebruik van SWB's in combinatie met golfenergieomzetters . Uit hun onderzoek bleek dat deze combinatie de stroomschommelingen op het Sardijnse elektriciteitsnet met meer dan 85% zou kunnen verminderen . Ze berekenden de vermindering van de stroomtoename door opeenvolgende stroomwaarden met tussenpozen van één seconde te vergelijken. Bovendien sloegen ze de energie op in de Na-BP-anolyte.
Zie ook : De verborgen kracht benutten: stenen als duurzame oplossingen voor de opslag van zonne-energie
De onderzoekers concludeerden dat SWB's op de lange termijn de potentie hebben om te voorzien in de seizoensgebonden en jaarlijkse energiebehoefte van Sardinië. Dit komt door de opmerkelijk hoge volumetrische dichtheid van natriummetaal, die ongeveer vier keer hoger is dan die van gecomprimeerde waterstof bij 700 bar.
Om het Sardinische net volledig te decarboniseren, is de integratie van ongeveer 340,000 m3 Na-metaal noodzakelijk. Deze hoeveelheid is gelijk aan een Na-reservoir van 12 meter hoog en beslaat een oppervlakte van minder dan vier voetbalvelden, zo berekenden de onderzoekers.
Bovendien hebben natrium-zeewaterbatterijen voor stationaire energieopslag op korte en lange termijn het potentieel om te voorzien in ongeveer 29% van de behoefte aan ontzout water van de Sardijnse bevolking. Daarnaast beschikken ze ook over een aanvullende functie voor het afvangen van koolstofdioxide , waardoor effectief 37.3 gram CO2 per kWh wordt opgeslagen.
Onderzoekers vermeldden in het rapport: "De resultaten van de modellering tonen de effectiviteit aan van energieopslag op basis van SWB's in combinatie met de overvloedige hernieuwbare energiebronnen van Sardinië, waardoor de volledige decarbonisatie van het energiesysteem op het eiland mogelijk wordt. Bovendien vormen de ontziltings- en CO2-afvangfuncties van SWB's een voorbeeld van de implementatie van een schone energietransitie die kan worden uitgebreid naar andere eilanden en kustgebieden."
Bron : Natrium-zeewaterbatterijen voor stationaire energieopslag op korte en lange termijn
