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致力于实现0.05美元

2020-01-12
编者按:美国动力部高档研讨方案局赞助的研讨团队正在寻求液流电池、氢气储能和其他储能技能的打破。该项目取得美国动力部高档研讨方案局的赞助,PrimusPower公司将与哥伦比亚电化学动力中心协作,经过运用锌和溴在电池中的行为办法,然后消除对隔板的需求。
为了使长时储能本钱下降至0.05美元/千瓦时,由美国动力部高档研讨方案局赞助的研讨团队正在寻求液流电池、氢气储能和其他储能技能的打破。
十个致力于下降长时储能本钱的研讨团队正在某种程度上打开竞赛,他们运用美国联邦政府的赞助取得了满足的开展,然后为试点规划的项目取得后续赞助。其研讨项目包含一个具有一周储能容量的锂硫液流电池,以及一种更有用的将电能转换为氢气然后再转换为氢气的办法。
依据美国动力部高档研讨方案局的DAYS方案,每个项目的方针是完结能够继续数天的0.05美元/千瓦时的储能方针。
以下是包括企业和大学等研讨开发团队研讨的几个储能项目。
硫基水系液流电池
液流电池的电解质能够与电池分隔存储,经过活动电解液发电。因而,运用液流电池的长时储能只需求更多容量的电解质。
FormEnergy公司联合创始人MarcoFerrara表明,该公司的方针是运用硫液流电池完结一周的继续放电时刻,而且比锂离子电池廉价10倍乃至更多。FormEnergy公司终究或许会在与Enel公司的联合储能项目中试用其电池技能。
FormEnergy公司表明: 硫基水系液流电池有着更低的本钱,但功率低下。为了进步功率,该公司正在研讨阳极和阴极配方、离子膜和物理体系规划。
这两家公司的一个项目专心于硫基水系液流电池和锰液流电池,并具有三个项目协作伙伴:美国劳伦斯伯克利国家实验室、麻省理工学院、宾夕法尼亚州立大学。该项目旨在战胜储能体系控制和活性物质穿过膜的不必要的应战。
氢气储能
田纳西大学诺克斯维尔分校的一个研讨小组旨在进步将电能转化为氢气然后再转化为氢气这些进程的功率。现在的工艺为电解槽供电以将水转化为氢气和氧气,然后运用燃料电池中的氢气和氧气来出产电力和水。
研讨小组的首席研讨员ThomasZawodzinski博士在大学的新闻稿指出: 出产可再生燃料电池是一个长时间方针,该设备既可充任燃料电池又可充任电解槽。可是,这种设备曾经的全体功率很低。咱们开发的新项目采用了另一种办法,即改动电池中的化学反应并打破功率瓶颈。
这个研讨团队将开发一种体系,在该体系中,可逆燃料电池将氢气和氧气转化为液态过氧化氢而不是水。随后,电力将用于为可逆燃料电池供电,而可逆燃料电池现在作为电解槽运转,将过氧化氢转化为氢气和氧气,而这些氢气和氧气也被存储起来,并预备再次开端循环。而运用过氧化物替代水的优点是体系充放电功率更高。
全球对 绿色 氢气的出资正在加快,而 绿色 氢气是运用太阳能或风能出产的。
锌溴液流电池
Primus Power公司已出产溴化锌液流电池,并已取得加州动力委员会400万美元的赞助,以布置装机容量为25kW、5小时的Energy Pod2的锌溴液流电池储能体系。
该项目取得美国动力部高档研讨方案局的赞助,PrimusPower公司将与哥伦比亚电化学动力中心协作,经过运用锌和溴在电池中的行为办法,然后消除对隔板的需求,以使反应物在充电时坚持分隔。新的装备有望使一切电解液都存储在一个电解槽中,而不是多个电解槽中,然后下降了设备平衡硬件和体系本钱。
热伏发电
AntoraEnergy公司将运用电力为电阻加热器供电,将碳块加热到2,000 C以上。为了发电,碳块将被暴露在热伏板中。Antora公司将开发一种 热电引擎 技能,以经过新资料和 智能体系规划 使面板功率进步一倍。
氧化镁锰发电
密歇根州立大学的一个团队正在开发一种模块化体系,该体系将氧化镁锰颗粒加热到满足高的温度,以使颗粒开释氧气。为了发电,该体系将使空气流过颗粒,然后引发化学反应,开释热量以驱动燃气轮机发电机。
电储能
研讨的三个项目旨在进步将电力存储为热量的功率,然后运用这些热量来驱动涡轮发电机组。
美国国家可再生动力实验室将开发一种体系,该体系运用电力为高性能热交换器供电,该热交换器将廉价的固体颗粒加热到1100℃以上。这些颗粒将在绝热料仓中存储长达几天。当需求电力时,热颗粒将经过流化床热交换器供料,加热作业流体以驱动连接到发电机的布雷顿动力联合循环涡轮机。科罗拉多矿业学院是一个项目协作伙伴。
布雷顿动力公司将 开发要害组件 ,以立异的涡轮机械完结具有本钱竞赛力的热储能体系。该立异将与BraytonEnergy公司的 可逆、反向旋转的涡轮机规划有关,在该规划中,每个涡轮机级均规划为既充任压缩机又是涡轮机,在充放电循环之间替换。 该办法有望进步功率并下降经过简化电储能体系的出资。
Echogen将运用电来加热低本钱的资料,例如沙子或混凝土。但是为了发电,其热量将用于加热液态二氧化碳,而加热的超临界二氧化碳将经过涡轮胀大以发电。
地下压力进行储能
QuidnetEnergy公司正在开发一种将水抽入地下密闭岩石来发生高压的进程。Quidnet公司将展示出运用地下压力贮存发电的才能,并找到适宜的办法进行该进程在美国多个区域开展作业。
未来开展
其中有五个项目将在2021年完结,其他五个项目将在2022年完结。每个项目团队有必要预算一个储能体系的本钱,该本钱将与美国动力部高档研讨方案局的0.05美元/千瓦时长时储能方针进行比较。
美国动力部高档研讨方案局方案的第二阶段,以赞助一个或多个在现场运用的原型体系的建造。美国动力部还经过一项弥补方案,支撑低本钱太阳能发电体系的研制。
原标题:致力于完结0.05美元/千瓦时的长时储能方针 美国寻求氢储能、液流电池等技能打破
   

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