İnsan faaliyetlerinin iklim değişikliğine yol açtığı pek çok yol olsa da, Küresel elektrik üretim kaynakları başlıca suçlular arasında yer alıyor. Rüzgar ve güneş enerjisi arzındaki küçük artışlara rağmenPek çok ülkenin enerji karışımına yerleşmiş olan fosil yakıtları yerinden çıkarabilecek bir noktaya henüz ulaşmadık.
Peki neden bu hâlâ böyle?
Yenilenebilir kaynaklar aralıklı bir güç kaynağı sağladığından, güneşin parlamadığı veya rüzgarın esmediği zamanlarda şebekenin talebini karşılamak için bu enerjiyi depolamanın bir yoluna da ihtiyacımız var. Yenilenebilir enerjiye geçiş aynı zamanda uzun ömürlü, güvenli ve uygun fiyatlı enerji depolama sistemlerinin kurulmasını da gerektirdiğinden, bu büyük bir zorluktur. Bu nedenle lityuma ucuz, güvenli ve alternatif bir pil bulmak, iğneyi tamamen yenilenebilir bir enerji sektörüne taşımanın anahtarıdır.
Lityum iyon pillerin ötesinde
Elektrikli araçlarda olduğu gibi, lityum iyon piller de enerji depolama için yüksek enerji yoğunluğu ve modüler bir çözüm sunduklarından şebeke için popüler bir seçenek haline geldi. Ancak lityum iyon pillerin kullanımı, yüksek malzeme maliyeti, yangın ve patlama riski ve lityum iyon pillerin şebekede yaygın olarak benimsenmesini sınırlayan geri dönüşüm uygulamalarının eksikliği gibi kendi zorluklarını da beraberinde getirdi.
Şebeke ölçeğinde enerji depolamada lityumun yerini alacak inanılmaz derecede umut verici bir seçenek de şarj edilebilir çinko iyon pil. Sadece son 10 yılda ortaya çıktıÇinko iyon piller lityuma göre birçok avantaj sunar. Bunlar arasında daha ucuz malzeme maliyetleri, artırılmış güvenlik ve daha kolay geri dönüşüm seçenekleri yer alıyor.
Şebeke ölçeğinde enerji depolama potansiyeli oldukça ucuz maliyetle ve daha yüksek güvenlik seviyeleriyle çinko-iyon pillerin yaygın şekilde ticarileştirilmesi, yenilenebilir enerji kaynaklarının Kanada ve diğer ülkelerdeki enerji altyapısına entegre edilmesi için tam olarak ihtiyaç duyulan şey olabilir.
Bir pilin maliyeti
Kanada'nın Kanada'da belirlenen karbondan arındırma hedeflerine ulaşması için Net Sıfır Emisyon Sorumluluk Yasası, yüzde 90 yenilenebilir elektrikle çalışan bir şebeke dahilÇinko iyon pillerin konuşlandırılması çok önemli olacak.
Araştırmalar, yenilenebilir enerjinin tüm elektriğin yüzde 90 ila 95'inin kaynağı haline gelmesini, enerji depolama maliyeti 150 ABD Doları/kWh'nin altında olmalıdır. Modern lityum iyon sistemleri hâlâ 350 ABD Doları/kWh civarında duruyor. Bunun nedeni kısmen yüksek üretim maliyetleri ve üretim için gereken yüksek enerji yoğunluğunu elde etmek için pahalı hammaddelere bağımlı olmalarıdır. modern elektrikli araçlar.
Çinko-iyon piller ise maliyet ve bolluk sorunlarını çözebilir. Çinko ve manganez gibi ucuz, bol miktarda malzeme kullanmak yalnızca bunların üretimini daha ucuz hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda lityum ve manganez gibi lityum iyon malzemeleri etkileyen tedarik zinciri kesintileri veya malzeme kıtlığından kaynaklanan riski de azaltır. kobalt.
The yıllık çinko üretimi küresel olarak Lityumun 100 katından fazla. Bunu kastetmek istemedim Lityum ve kobalt talebinin önümüzdeki on yıl içinde arzdan daha ağır basması bekleniyor.
Çinko daha güvenli bir seçenektir
İle sıkı güvenlik standartları Evlerde, fabrikalarda veya elektrik şebekesinde kullanılan piller için yaratıldığından, halkın bunları benimsemesini sağlamanın anahtarı güvenliktir. Bu sayede çinko iyon piller daha fazla avantaj sunuyor.
The Lityum iyon pillerin yanıcı ve toksik solvent bazlı elektroliti su bazlı bir alternatifle değiştirilerek yangın ve patlama riski ortadan kaldırılır.
Tersine, lityum iyon pillerin güvenli bir şekilde imha edilmesi de toksik bileşikler içerdikleri için zor bir iş olabilir. Bu pillerin geri dönüştürülmesi, yüksek maliyetler nedeniyle şu anda ekonomik olarak mümkün değildir. çok sayıda harcanmış hücrenin çöplüklere atılmasına yol açıyor.
Neyse ki, Çinko iyon piller kullanım ömrü sonu tedavisini kolaylaştırır. Çinko iyon pillerde kullanılan toksik olmayan, sulu elektrolit şu anlama gelir: Kurşun-asit akülerin bertarafına yönelik olanlar gibi köklü yöntemler kullanılabilir. Ayrıca metalik çinko anot yeni pillerde kolaylıkla yeniden kullanılabilir.
Enerji depolamanın geleceği
90 yılına kadar yüzde 2030 yenilenebilir enerji hedefine ulaşmak için Kanada'nın, enerji sektörünün karbondan arındırılmasını sağlayacak lityum iyon pillere alternatifler araması gerekiyor. Çinko-iyon pillerin maliyet, bolluk ve güvenlik avantajlarından yararlanan Kanada, rüzgar ve güneş enerjisinin ülke genelinde entegrasyonunu hızlandırabilir.
Çinko iyon piller, Kanada'nın karbondan arındırma hedeflerini destekliyor ve hızla genişleyen pil pazarından yararlanma fırsatını kanıtlıyor. Çinko-iyon piller nispeten yeni bir teknoloji olsa da, Kanada'da ve dünya çapında şebeke ölçeğinde enerji depolamayı destekleme potansiyelleri hafife alınamaz.
Kanada'daki araştırma ve üretimin yardımıyla, McMaster Üniversitesi ve Dartmouth, NS merkezli Salient Enerji A.Ş.Çinko-iyon pillerin entegrasyonu önümüzdeki birkaç yıl içinde gerçeğe dönüşebilir ve Kanada'yı endüstri lideri konumuna getirebilir.
Yazar hakkında
Fırtına William D Gourley, Doktora Adayı, Kimya Mühendisliği, McMaster Üniversitesi ve Drew Higgins, Yardımcı Doçent, Kimya Mühendisliği Bölümü, McMaster Üniversitesi
Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.
