اولین باتری حرارتی در جهان

یک استارتاپ استرالیایی موفق به به ساخت اولین باتری حرارتی در جهان شده است که مزایای قابل توجهی نسبت به باتری‌های لیتیوم-یونی دارد.
چندی پیش بزرگ‌ترین باتری لیتیومی جهان در جنوب استرالیا ساخته شد؛ بااین‌حال، از آنجا که برای پیشرفت فناوری مرزی وجود ندارد، اکنون منتظر عملیاتی شدن اولین باتری حرارتی قابل بازیابی در این کشور هستیم. بنا به ادعای یک استارتاپ محلی که ساخت این باتری را بر عهده گرفته است، این محصول می‌تواند حداقل به مدت ۲۰ سال کارآیی داشته باشد و ۶ برابر بیشتر از باتری‌های لیتیوم-یونی انرژی ذخیره کند؛ ضمن اینکه قیمت باتری جدید به نسبت حجم آن ۲۰ تا ۴۰ درصد کم‌تر از باتری‌های لیتیومی خواهد بود.

شرکت Climate Change Technologies با نام اختصاری CCT فناوری باتری جدید خود را با نام TED معرفی کرده و ویژگی‌های قابل توجهی برای آن برشمرده است. باتری TED یک واحد انرژی مدولار است که هر نوعی از انرژی شامل الکتریسیته، خورشیدی، بادی، فسیلی یا شبکه‌ای را قبول می‌کند. از این انرژی‌ها درون باتری برای تولید گرما و ذوب سیلیکون موجود در محفظه‌ی عایق‌بندی استفاده می‌شود و به این ترتیب انرژی مورد نظر تأمین خواهد شد. هر زمان که انرژی، مورد نیاز باشد، توسط یک موتور حرارتی از باتری خارج خواهد شد. یک باتری گرمایی استاندارد TED به‌راحتی می‌تواند ۱/۲ مگاوات ساعت انرژی را در یک فضای ۶ متری ذخیره کند.

                                       

موارد دیگری در خصوص این نوع باتری معرفی شده است: مقدار انرژی ذخیره‌شده در باتری TED به میزان ۱۲ برابر بیشتر از باتری‌های سربی و چند برابر بیشتر از باتری‌های لیتیوم-یونی است. دیگر تاسیسات در مقیاس ۵ کیلووات تا توان مصرفی نامحدود را می‌توان با این باتری‌ها به کار انداخت. باتری‌های TED قدرت دسترسی به صدها مگاوات انرژی را در آن واحد فراهم می‌کنند و به‌راحتی و بدون مشکل قابل کنترل هستند. درواقع، فقط کافی است که دستگاه مورد نظر را متصل و اجرا کنید. در صورت قطع برق، هر دستگاه مجهز به TED می‌تواند حدود ۴۸ ساعت فعال باشد.

این نوع باتری‌ها مجهز به قابلیت شارژ و تخلیه ی هم‌زمان هستند و چون فقط سه قسمت متحرک در محفظه‌ی آن‌ها قرار دارد، هزینه‌ی نگه‌داری چندانی ندارند. از طرفی، باتری‌های لیتیوم-یونی و دیگر باتری‌ها در گذر زمان تخریب می‌شوند و در بعضی موارد طی ۵ هزار چرخه‌ی مصرف، ۲۰ درصد از ظرفیت آن‌ها کم خواهد شد. حال آنکه نتایج آزمون‌های بنچ در مورد سیستم TED نشان داده است که پس از ۳ هزار چرخه هیچ نشانه‌ای از تخریب در آن‌ها مشاهده نمی‌شود. سرج بوندارنکو، مدیرعامل CCT اعلام کرده که زمان مورد انتظارش برای عمر این محصول حداقل ۲۰ سال است. وی می‌گوید:

سیلیکون ذوب‌شده مانند لیتیوم تخریب نمی‌شود. درواقع، در این باتری‌های لیتیومی نوعی واکنش شیمیایی رخ می‌دهد؛ حال آنکه در باتری حرارتی تولیدی ما، با تغییر فاز همراه‌با تولید گرما مواجه هستیم. بنابراین، انتظار می‌رود که ذخیره‌سازی حرارت توسط سیلیکون پس از هر چرخه بهتر شود. افزون بر اینکه این نوع باتری ۱۰۰ درصد قابل بازیابی بوده و مشکلات زیست‌محیطی باتری‌های لیتیومی را هم ایجاد نمی‌کند.

طبیعی است که در مقیاس‌های وسیع ذخیره‌ی انرژی، بحث هزینه یک موضوع رقابتی باشد. باتری‌های حرارتی نسبت به باتری‌های لیتیومی ۲۰ تا ۴۹ درصد این هزینه را کاهش می‌دهند. از طرفی، سیستم TED می‌تواند به‌راحتی در محیط‌های زلزله‌خیز روی یک سکوی مقاوم به زلزله نصب شود و در صورت شدت گرفتن بحران آن، سیستم را خاموش کرد؛ به این ترتیب، سیستم خنک می‌شود تا برای مصرف مجدد مورد استفاده قرار بگیرد؛ در نتیجه از ایمنی بالایی برخوردار است.

                                            

شرکت CCT قراردادهای اولیه برای تأمین TED را با شرکت Stillmark Telecommunications امضا کرده است. ضمن اینکه یک قرارداد دوجانبه با گروه MIBA بسته است که طی آن شرکت میبا حق انحصاری فروش این تکنولوژی را به کشورهای دانمارک، سوئد و هلند دارد.

بدیهی است که روی کار آمدن این نوع فناوری خبر خوشی برای صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر هم است. فناوری‌های بادی، خورشیدی، جزرومد و دیگر انرژی‌های تجدیدپذیر می‌تواند در صورت در دسترس بودن، در تولید انرژی مؤثر باشند. راهکارهایی ماند ذخیره‌سازی انرژی در شبکه در ساعت‌های اوج تابش خورشید و آزادسازی انرژی در ساعت‌های غیر تابش خورشید می‌تواند تعریفی از یک منبع انرژی تجدپذیر ۲۴ ساعته باشد.

پرسشی که ممکن است مطرح شود این است که آیا سیستم‌هایی با این مقیاس عظیم از چگالی انرژی را می‌توان برای خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد؟
بوندارنکو در پاسخ می‌گوید:

نه؛ ابعاد محفظه، عایق و موتور حرارتی، باید به‌حدی باشد که بتواند از مزایای این نوع انرژی متراکم استفاده کند. بااین‌حال، امکان شارژ باتری‌های این خودروهای الکتریکی توسط ما وجود دارد. ضمن اینکه با چند سازنده‌ی قایق‌های الکتریکی بزرگ مشغول گفت‌وگو هستیم؛ به این صورت که این نوع قایق‌ها در لنگرگاه شارژ شوند و به‌روی جریان آب به حرکت دربیایند.

چنانچه ادعاهای CCT در خصوص تولید این فناوری تحقق پیدا کند، با نوعی فناوری مواجه هستیم که با تراکم بالای انرژی و هزینه‌ی ارزان، منبع انرژی دستگاه‌های زیادی خواهد بود و می‌توان انرژی آن را کاملا بازیابی کرد. علاوه‌بر این، فناوری جدید، جهان ما را به سوی آینده‌ای پاک‌تر سوق خواهد داد.