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 Sapienza Universiteit van Rome hebben een studie uitgevoerd naar de veelbelovende mogelijkheden van SWB's. Hun onderzoek draait om een case study over de overvloed aan hernieuwbare energie op het eiland Sardinië.
Uit hun bevindingen bleek dat SWB's, gecombineerd met golfenergie, effectief stabiliseren van vermogensschommelingen en de weg vrijmaken voor een volledig koolstofvrij elektriciteitsopwekkingssysteem op de lange termijn. Natriumgebaseerde batterijtechnologie, bekend als SWB's, vertoont een grote efficiëntie, waarbij zeewater als kathode wordt gebruikt. Een van de vele voordelen van SWB's is hun opmerkelijke vermogen om energie effectief op te slaan voor zowel korte als lange periodes, wat zorgt voor een betrouwbare jaarlijkse energie opslag.
Om dit potentieel te benutten, gebruikten ze natriumbifenyl (Na-BP) als de anolyt, wat een opmerkelijke SWB-technologie creëert. Dit innovatieve ontwerp laat zowel de anolyt als de katholyt (zeewater) door de batterijcellen stromen, wat lijkt op een conventionele redoxstroombatterij met opmerkelijke efficiëntie.
Onderzoekers hebben onthuld dat een van de grote voordelen van Na-BP-gebaseerd SWB's is het vermogen om metallisch natrium extern opslaan. Door het reservoir van Na-metaal uit te breiden, verbetert deze innovatieve functie de opslagduur aanzienlijk. Als gevolg hiervan wordt het haalbaar om energie van uur tot maand op te slaan, of zelfs gedurende de seizoenen, met slechts één apparaat. Het verbetert niet alleen de algehele efficiëntie, maar vermindert ook de investeringskosten.
Onderzoekers zeiden: "Dit werk is gericht op het aantonen van de toepasbaarheid van SWB om te voldoen aan de Europese energievereisten, en om de interesse van de publieke en private sector te wekken voor de verdere ontwikkeling die nodig is om de tot nu toe ontwikkelde cellen op laboratoriumschaal om te zetten in commerciële toepassingen."
Om dit doel te bereiken, onderzochten de onderzoekers het gebruik van SWB's in combinatie met golfenergieomvormersUit hun onderzoek bleek dat deze combinatie de schommelingen in het elektriciteitsnet van Sardinië potentieel met meer dan 100% zou kunnen verminderen. 85%. Meer specifiek berekenden ze de reductie in vermogenstoename door opeenvolgende vermogenswaarden te vergelijken met intervallen van één seconde. Bovendien sloegen ze de energie op in de Na-BP-anolyt.
De onderzoekers concludeerden dat SWB's op de lange termijn het potentieel hebben om te voldoen aan de seizoensgebonden en jaarlijkse energiebehoeften van Sardinië. Dit komt door de opmerkelijk hoge volumetrische dichtheden van Na-metaal, dat ongeveer vier keer groter dan samengeperste 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 korte- en langetermijnstationaire energieopslag het potentieel om ongeveer 29% van de behoefte van de bevolking van Sardinië aan ontzilt water. Niet alleen dat, maar het bezit ook een aanvullende koolstofdioxide-afvang functie, effectief opslag van 37.3 gram CO2 per kWh.
Onderzoekers vermeldden in het rapport dat, "De resultaten van de modellering tonen de effectiviteit van SWB-gebaseerde energieopslag in combinatie met de overvloedige hernieuwbare bronnen van Sardinië, waardoor de volledige decarbonisatie van het energiesysteem op het eiland mogelijk wordt. Bovendien zijn de ontziltings- en CO2-afvangfunctionaliteiten van SWB een voorbeeld van de implementatie van een schone energietransitie die kan worden uitgebreid naar andere eilanden en kustgebieden."
Bron : Natrium-zeewaterbatterijen voor korte- en langetermijnstationaire energieopslag
