Når skyene tetner og vinden stilner, må høstingen av sol- og vindkraft vente. Ujevn tilførsel er en utfordring ved slike energikilder.
På en hytte utenfor strømnettet, betyr det kanskje at man må blåse støvet av stearinlysene. I større skala fører den varierende energien til ubalanse i strømnettet.
En ny type flytbatteri laget av vanlige, billige og ganske ufarlige stoffer, kan bli del av løsningen. Stoffene er løst i vann, så her er det heller ikke noe problem med brannfare.
– Dette er en god nyhet for offgrid-systemer, men kan brukes for å jevne ut balansen mellom tilførsel og etterspørsel på nettet også, kommenterer kjemiprofessor Ola Nilsen ved Universitetet i Oslo.
Flytende energi
Et flytbatteri er basert på kjemiske forbindelser i hver sin tank som kan bli oksidert og redusert. Væskene i de to tankene sirkulerer ved hjelp av pumper, og er adskilt fra hverandre med en membran. Ionene, som bærer den elektriske ladningen, beveger seg gjennom membranen.
En gruppe amerikanske forskere har laget et slikt flytbatteri som kan lagre store mengder energi til relativt lave kostnader. De har dessuten brukt ganske harmløse stoffer.
– Denne kjemien kunne jeg med glede plassert i kjelleren min, sier Michael J. Aziz i en pressemelding.
Han er professor ved Harvard Paulson School of Engineering and Applied Sciences, og førsteforfatter på forskningsartikkelen.
- Norsk gjennombrudd: Norsk gjennombrudd: Produserer 40 ganger raskere enn vanlige metoder
Enkelt å skalere
Størrelsen på tankene bestemmer hvor mye energi batteriene kan holde på. Den elektrokjemiske innretningen mellom tankene (inkludert membranen), bestemmer hvor fort energien overføres (effekten). Her ligger de mest kostbare bitene av batteriet.
– Størrelsen på energilageret fikser du ganske enkelt ved å endre størrelsen på tankene, sier Nilsen.
Kapasiteten og effektiviteten når imidlertid ikke opp til mange andre batteriteknologier. Pumpene stjeler en del energi, og Nilsen anslår at batteriet vil gi tilbake 60–70 prosent av energien som går inn. Når størrelsen på systemet øker, vil effektiviteten riktig nok gå opp.
– Det jeg liker med denne teknologien, er at man ofrer litt når det gjelder kapasitet og effektivitet for å få noe som er billig og mer miljøvennlig. Dermed blir implementeringen mer gjennomførbar. Dette er kanskje bra nok for sol- og vindenergi, sier Nilsen.
- Japanerne skriker etter ren energi: Japanerne skriker etter ren energi - nå vil de hente den fra Finnmark
Mindre giftig
Flytbatteriet er basert på en tidligere versjon hvor forskerne først erstattet dyre og korroderende metaller på anoden (minuspolen) med kinoner. Dette er en gruppe vanlige, organiske forbindelser som ikke er spesielt farlige.
.png){kind=logo}
Katoden (plusspolen) på den forrige versjonen av flytbatteriet var basert på reduksjon av brom, som er svært giftig og korroderende. I det nye batteriet er brom byttet ut med ferrocyanid. Samtidig har forskerne endret løsningene fra sure til basiske. Dette gjør det enklere å velge materialer til cellene.
Ferrocyanid inneholder cyanid, men siden det allerede er bundet til jern, er det ikke så farlig. De amerikanske forskerne fremhever at dette brukes som tilsetningsstoff – for eksempel i vanlig salt, for å hindre dannelse av store krystaller.
– Jeg ville ikke spist ferrocyanid i større mengder, men når det gjelder giftighet er dette mye bedre enn den forrige versjonen. Her er vi godt innenfor det man skal kunne takle ved større anlegg, sier Nilsen.
Han tror teknologien kan være veldig nyttig utenfor strømnettet.
– I India og Afrika er dette stadig mer aktuelt, hvor det gjerne brukes blybatterier i offgrid-systemer. Blybatteriene har ikke verdens beste volumeffektivitet, samt begrenset levetid og skalerbarhet. Her vil flytbatteriet være overlegent, sier Nilsen.
For hytta på fjellet vil det kunne bety at du klarer deg med et lite solcellepanel, fordi det er enkelt å gjøre batteriet stort nok til å samle den energien du trenger mens du er borte.
- Lagret strøm i Nissan Leaf-batterier: Lagret strøm i Nissan Leaf-batterier og halverte strømregningen
Godt bidrag
Når det gjelder å balansere strømnettet, må flytbatteriet konkurrere med mange andre alternativer.
– Spenningen på nettet endrer seg fort med bidraget fra sol og vind. Dette må kompenseres, og det trengs en buffer til å holde spenningen innen et visst nivå, sier Nilsen.
Alt fra hydrogenbrenselceller til litiumbatterier er foreslått. I dag fungerer Norge som energilager for andre land, fordi vi raskt kan pøse på mer vann i våre kraftverk – vann som kan ha blitt pumpet opp i høyden om sommeren. Vi klarer likevel ikke å være batteri for hele Europa.
– Selv om det er mange konkurrerende løsninger her, er det nye flytbatteriet et godt bidrag som er billig og skalerbart, sier Nilsen. •
