Перед миром стоит основной вызов к 2050 году полностью перейти на возобновляемые источники энергии. Переход потребует от нашей энергосети больших возможностей, чем когда-либо. Стационарные системы хранения энергии имеют решающее значение для устойчивости сети, поскольку они обеспечивают доступность электроэнергии из возобновляемых источников энергии в любое время и в любом месте.
Системы скрытого хранения (BTMS) напрямую снабжают здания электроэнергией и предлагают множество преимуществ. Системы предназначены для минимизации затрат и воздействия на сеть благодаря их способности интегрировать зарядку электромобилей, фотоэлектрическую генерацию и потребности здания с использованием контролируемых нагрузок для производства и хранения энергии на месте.
В рамках консорциума BTMS Министерства энергетики США исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) возглавляют разработку новых конструкций литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов с высокой плотностью энергии, специально предназначенных для стационарных систем хранения.
По словам исследователей, системы BTMS имеют другие схемы зарядки и разрядки, чем обычные электромобили, и требуют материалов для литий-ионных аккумуляторов, которые отвечают этим уникальным приоритетам. Ожидается, что эти системы будут работать безопасно и эффективно в течение длительного срока службы.
Исследователи изучили конструкции литий-ионных аккумуляторов с использованием анода Li4Ti5O12 (LTO) и катода LiMn2O4 (LMO), которые являются многообещающими кандидатами без критических материалов, которые обеспечивают безопасность и длительный срок службы, необходимые для систем BTMS. Но эти элементы в традиционной конструкции имеют сравнительно низкую плотность энергии.
Новое исследование в NREL углубилось в многообещающие возможности и ограничения использования аккумуляторных элементов LTO/LMO для стационарного хранения. Исследователи NREL оценили температурно-зависимые характеристики ячеек LTO/LMO с различной нагрузкой на электроды. Они определили, что использование более толстых электродов в конструкциях батарей может увеличить емкость элемента и плотность энергии при одновременном снижении общей стоимости элемента.
Однако эти более толстые электроды требуют, чтобы ионы проходили более длинный путь, что ограничивает использование электродов. Они обнаружили, что корректировка температуры может смягчить эти негативные последствия, но может привести к дополнительным осложнениям.
Задача заключается в том, чтобы разработать аккумулятор, который обеспечивает наилучший баланс для стационарных приложений. «Наша цель в этом исследовании состоит в том, чтобы определить «золотую середину», чтобы использовать преимущества электродной нагрузки и повышенных температур, чтобы максимизировать производительность аккумуляторных элементов LTO/LMO», - сказал исследователь NREL и руководитель проекта Yeyoung Ha. «Наши исследования усовершенствовали конструкции материалов специально для BTMS, превратив эту известную энергетическую химию в энергетические элементы».
Команда NREL дополнительно подтвердила свои выводы, применив электрохимическое моделирование для моделирования реакций при различных температурах и толщинах электродов. Они обнаружили, что использование электродов значительно улучшилось, если позволить батареям периодически отдыхать во время разрядки, а не полностью разряжаться, как в случае с электромобилями. Они также определили, что этот тип импульсного разряда хорошо подходит для стационарных приложений BTMS, где батареи будут использоваться только при прерывистом спросе, а затем возвращаться в состояние покоя.
Хотя эти оптимизированные аккумуляторные элементы LTO/LMO обладают многими преимуществами, исследовательская группа также изучает варианты катодов, которые могут лучше удовлетворить потребности системы BTMS.
Сподобалася стаття! Підтримай проект BuildingTech!
50% коштів іде на закупівлю спорядження для ЗСУ!
Фотозвіт - https://www.facebook.com/BuildingTech1
Дякуємо всім за допомогу!
PrivatBank:
UAH - 4149 4993 7451 0947
USD - 4149 4993 7451 0988
EUR - 4149 4993 7451 1002
