Aluminium hat das Potenzial, 50-mal mehr Energie zu speichern als Lithium-Ionen-Batterien, was es für die Speicherung erneuerbarer Energien sehr vielversprechend macht. Aus diesem Grund haben die Wissenschaftler vonSchweizerisches Institut für Solartechnik SPF Sie entwickeln eine Technologie auf Aluminiumbasis, um Europa weniger turbulente Winter als die nächsten zu bescheren.
Das Problem ist sehr einfach, wir haben es mehrmals gesehen. Das Haupthindernis für unseren Wettlauf zu emissionsfreien Energieformen ist die unstete Natur kostengünstiger erneuerbarer Energien. In kleinem und täglichem Maßstab sammelt Solarenergie den größten Teil ihrer Energie mitten am Tag und parkt sie in irgendeiner Form von Batterie. Abends, wenn alle nach Hause kommen und den Fernseher und die Spülmaschine anwerfen, wird die gesammelte Energie genutzt.
Diese Speichersysteme sind bereits in vielen Haushalten installiert und bewähren sich. Das Problem in größerem Maßstab bleibt jedoch bestehen. Und das Problem ist nicht alltäglicher und individueller Natur, sondern saisonaler und kollektiver Natur.
Was wir wirklich brauchen
Je weiter man sich vom Äquator entfernt, desto weniger Sonne bekommt man in den Wintermonaten. Du weisst. In einigen Teilen Skandinaviens gibt es monatelang keine Sonne (es gibt Länder, die etwas Sonne bekommen Sie installieren riesige Spiegel). Um unseren Traum von einer kohlenstofffreien Welt zu verwirklichen, braucht es eine Möglichkeit, absolute Mengen zu speichern enorm der überschüssigen erneuerbaren Energie, die in den wärmeren Monaten erzeugt wird, und setzen sie während der langen Winter frei. Und es muss bequem sein, sonst wird es nie das Licht erblicken.
SPF-Forscher untersuchen seit Jahren Redoxzyklen von Aluminium und haben gerade mit finanzieller Unterstützung des EU-Programms Horizon Europe ein Forschungsprojekt mit dem Namen gestartet Offenbaren. Reveal bezieht neun verschiedene Partner aus sieben europäischen Ländern ein, um eine scheinbar sehr vielversprechende Idee zu entwickeln. Die?
Mon amour Aluminium
Ich zitiere aus einem SPF-Bericht von 2020 (dass ich dich hier verlinke): Ein einzelner Aluminiumblock von einem Kubikmeter (35,3 Kubikfuß) kann chemisch ca 23,5 Megawattstunden, mehr als 50 mal eine Lithium-Ionen-Batterie. Zusammenfassend kann er ein mittelgroßes Haus zwei volle Jahre lang mit Strom versorgen.
Das Reveal-Team schlägt vor, Aluminiumkugeln mit einem Durchmesser von 1 mm (0,04 Zoll) zu „laden“. Während des „Nachladevorgangs“ würde die überschüssige erneuerbare Energie verwendet, um das Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid in reines elementares Aluminium umzuwandeln. Es ist ein industrieller Elektrolyseprozess, der Temperaturen um die 800 °C (1.472 °F) sowie neue inerte Elektroden erfordert, die Emissionen aus aktuellen Aluminiumschmelzprozessen vermeiden.
Das Team schätzt, dass es möglich sein wird, ein solches Aluminium-Redox-System mit einem Wirkungsgrad von etwa 65 % zu „beladen“.
Alle für den Bau benötigten Materialien sind relativ günstig (sogar aus Schrott oder Recycling) und leicht zu finden, zu lagern und zu transportieren.
Und Aluminium "entladen"?
Das Reveal-Team ist in dieser Hinsicht ganz klar: Um das Aluminium zu „entladen“ und seine angesammelte Energie zu nutzen, reicht es aus, es wieder umzuwandeln. Dies kann bei niedrigen Temperaturen unter Verwendung von Aluminium-Wasser-Reaktionen unter 100 ° C (212 ° F) erfolgen. Diese Reaktionen erzeugen Aluminiumhydroxid und reinen Wasserstoff, der direkt in einem PEM-Brennstoffzellenstapel zur Umwandlung in Strom gefahren werden kann.
Natürlich erzeugen der Prozess und die Brennstoffzelle auch Wärme, die zum Heizen der Räume oder für die Warmwasserbereitung zurückgewonnen werden kann.
Im Modell von Reveal würde der Wiederaufladeprozess in bestimmten Einrichtungen durchgeführt, und das „aufgeladene“ Aluminium würde dann zur Verfügung gestellt, um in Eigentumswohnungen, Industrieanlagen und sogar einzelnen Häusern „entladen“ zu werden, wenn ein überzeugendes Aluminiumumwandlungssystem – Wasserstoff – sein wird aufgetreten. Schließlich ist die notwendige Ausrüstung relativ einfach und wartungsarm.
Kosten?
Dies scheint der interessanteste Teil zu sein: Das SPF-Team analysierte den gesamten Lebenszyklus des Projekts e parla von nur 0,09 € (0,09 US-Dollar) pro kWh. Das macht es sehr interessant, und es ist kein Zufall, dass Reveal mit Hochdruck daran arbeitet (mit einer relativ kurzen Frist, Sommer 2026), praktische Lösungen für dieses neue Energiespeicherkonzept umzusetzen.
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