Forskare på Sardinien har gjort anmärkningsvärda framsteg inom hållbar energi genom att utveckla natrium-havsvattenbatterier för kort- och långtidsstationär energilagring. De upptäckte att SWB effektivt kan lagra energi och stabilisera effektfluktuationer genom att använda natrium-bifenylteknologi i kombination med vågenergi. Denna nya upptäckt förväntas uppfylla Sardiniens energi- och vattenbehov samtidigt som den fångar upp koldioxid. Detta är ett viktigt steg framåt i omställningen till ren energi för kustområden och öar.
Forskare från universiteten i Perugia och Sapienza-universitetet i Rom har genomfört en studie om de lovande förmågorna hos vattenförsörjningsanläggningar. Deras forskning kretsar kring en fallstudie om tillgången på förnybar energi på Sardinien.
Deras resultat visade att natriumbaserade batterier, i kombination med vågenergi, effektivt kan stabilisera effektfluktuationer och bana väg för ett helt avkarboniserat kraftproduktionssystem på lång sikt. Natriumbaserad batteriteknik, så kallad SWB, visar stor effektivitet och använder havsvatten som katod. En av de många fördelarna med SWB är deras anmärkningsvärda förmåga att lagra energi effektivt under både korta och långa perioder, vilket säkerställer tillförlitlig årlig energilagring.
För att utnyttja denna potential använde de natriumbifenyl (Na-BP) som anolyt, vilket skapade en anmärkningsvärd SWB-teknik. Denna innovativa design gör att både anolyten och katolyten (havsvatten) kan flöda genom battericellerna, vilket liknar ett konventionellt redoxflödesbatteri med anmärkningsvärd effektivitet.
Forskare har visat att en av de största fördelarna med Na-BP-baserade svetsblock är möjligheten att lagra metalliskt natrium externt . Genom att utöka reservoaren av Na-metall förbättrar denna innovativa funktion lagringstiden avsevärt. Som ett resultat blir det möjligt att lagra energi från timme till månad, eller till och med under hela säsongen, med bara en enda enhet. Det förbättrar inte bara den totala effektiviteten utan minskar också investeringskostnaderna.
Forskarna sa: ”Detta arbete syftar till att visa att SWB är tillämpbart för att uppfylla de europeiska energikraven, och att väcka intresse hos den offentliga och privata sektorn för den vidareutveckling som behövs för att föra de celler i laboratorieskala som hittills utvecklats till kommersiella tillämpningar.”
För att uppnå detta mål undersökte forskarna användningen av vågenergibommar i samband med vågenergiomvandlare . Deras undersökning visade att denna kombination potentiellt skulle kunna minska effektfluktuationerna i det sardiska elnätet med över 85 % . Mer specifikt beräknade de minskningen av effektökningen genom att jämföra på varandra följande effektvärden med en sekunds intervall. Dessutom lagrade de energin i Na-BP-analyten.
Se även : Att utnyttja den dolda kraften: Stenar som hållbara solenergilagringslösningar
Forskarna drog slutsatsen att svetsvattenbrunnar på lång sikt har potential att möta Sardiniens säsongs- och årliga energibehov. Detta beror på den anmärkningsvärt höga volymetriska densiteten hos metallen Na, vilken är ungefär fyra gånger större än komprimerad väte vid 700 bar.
För att uppnå full avkolning av det sardiska nätet är integrationen av cirka 340,000 3 m12 Na-metall nödvändig. Denna mängd motsvarar en Na-reservoar som är XNUMX meter hög och täcker en yta på mindre än fyra fotbollsplaner, enligt forskarnas beräkningar.
Dessutom har natrium-havsvattenbatterier för kort- och långsiktig stationär energilagring potential att uppfylla cirka 29 % av den sardiska befolkningens behov av avsaltat vatten. Inte bara det, utan de har också en kompletterande koldioxidinfångningsfunktion , som effektivt lagrar 37.3 gram CO2 per kWh.
Forskarna nämnde i rapporten att ”Resultaten av modelleringen visar effektiviteten hos energilagring baserad på vattenlösningar i kombination med de rikliga förnybara källorna på Sardinien, vilket möjliggör en fullständig avkarbonisering av energisystemet på ön. Dessutom är avsaltning och koldioxidinsamling av vattenlösningar ett exempel på implementering av en ren energiomställning som kan utvidgas till andra öar och kustområden.”
Källa : Natrium-havsvattenbatterier för kort- och långsiktig stationär energilagring
