Швейцарские ученые разработали новый способ использования обычного железа для хранения водорода. Впрыскивая водород в резервуары, сделанные из трех тонких слоев нержавеющей стали, они создали батареи, способные хранить 10 МВт-ч энергии в течение нескольких месяцев без потери емкости. Все это благодаря процессу образования ржавчины, который также используется в железо-воздушных батареях. Это дешевое, простое и надежное решение.
К середине XXI века Швейцария планирует удовлетворять 40% своих потребностей в электроэнергии за счет солнечного света. Проблема с солнечной энергией, особенно в этой стране, заключается в том, что ее слишком много летом и слишком много зимой – слишком мало. Очевидно, что излишки необходимо хранить. Для этого правительство планирует использовать различные накопители, в том числе на водороде. Летом молекулы воды можно расщеплять, а зимой водород можно использовать в качестве чистого топлива. Проблема в том, что долговременное хранение летучего газа требует много энергии и рискованно. Безопаснее и дешевле хранить водород в виде ржавчины.
Специалисты Цюрихской технологической школы взяли за основу метод использования плавки чугуна, известный еще с XIX века, пишет IE. Топливный газ вводится в стальной реактор, в который подается железная руда при температуре 400 градусов Цельсия. Водород выделяет кислород из оксида железа или ржавчины, а на выходе получаются вода и железо. В результате появилась батарея, способная хранить энергию в течение нескольких месяцев без значительных потерь.
В зимние месяцы, когда потребность в энергии выше, в реактор подается горячий пар. Это вызывает обратную реакцию, в результате которой образуется ржавчина и газообразный водород. Его можно использовать для выработки электроэнергии в топливных элементах и/или для вращения турбин.
Самым важным преимуществом этого метода хранения энергии является то, что он дешев и прост. Используемые материалы не требуют предварительной обработки и легко доступны в любой точке мира. Емкость батареи можно легко увеличить, добавив больше реакторов. Материалы служат годами без необходимости замены.
Чтобы продемонстрировать возможности технологии, инженеры построили на территории кампуса три таких реактора. Каждый из них содержит 10 МВтч водорода, который после преобразования может производить 4-6 МВтч энергии.
Хотя потери достигают 60%, исследователи намерены протестировать технологию в более широком масштабе. Планируется построить энергохранилище мощностью 4 ГВтч и объёмом 2000 куб. метров. Такая батарея сможет удовлетворить пятую часть зимних потребностей кампуса – и в десять раз дешевле существующих сейчас методов.
