Νέα εποχή στην αποθήκευση ενέργειας – Το γραφένιο μπαίνει στη μάχη με το λίθιο

Η αποθήκευση ενέργειας εξελίσσεται ραγδαία, με νέες τεχνολογίες όπως υπερπυκνωτές γραφενίου και εναλλακτικές χημείες να ανταγωνίζονται τις μπαταρίες λιθίου, προσφέροντας μεγαλύτερη αντοχή, ταχύτερη φόρτιση και λύσεις μακράς διάρκειας
Σε μια εποχή όπου η παγκόσμια οικονομία στρέφεται ολοένα και πιο αποφασιστικά προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, το ζητούμενο δεν είναι πλέον μόνο η καθαρή παραγωγή, αλλά και η αποτελεσματική αποθήκευση της ενέργειας αυτής. Η ανάγκη για συστήματα ικανά να κρατούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας για μεγάλο χρονικό διάστημα έχει φτάσει στο επίκεντρο της διεθνούς ενεργειακής στρατηγικής, καθώς τα δίκτυα γίνονται πιο πράσινα, αλλά και πιο περίπλοκα.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου εξακολουθούν να κυριαρχούν στην αγορά χάρη στην υψηλή ενεργειακή τους πυκνότητα και την εύκολη προσαρμογή τους σε διαφορετικές εφαρμογές. Ωστόσο, παρουσιάζουν σημαντικά μειονεκτήματα: περιορισμένη διάρκεια αποθήκευσης –συνήθως έως τέσσερις ώρες–, κινδύνους θερμικής αστάθειας, αλλά και περιβαλλοντικό κόστος από την εξόρυξη λιθίου. Επιπλέον, το γεγονός ότι η Κίνα ελέγχει μεγάλο μέρος των παγκόσμιων αποθεμάτων και αλυσίδων παραγωγής δημιουργεί γεωπολιτικές αβεβαιότητες.
Γι’ αυτό η διεθνής βιομηχανία στρέφεται πλέον σε εναλλακτικές λύσεις, αναζητώντας το υλικό που θα εκθρονίσει το λίθιο από την κορυφή.
Νέοι ανταγωνιστές: Γραφένιο και μεταλλικές χημείες
Οι υπερπυκνωτές γραφενίου, αλλά και τεχνολογίες βασισμένες σε βανάδιο, ψευδάργυρο και σίδηρο δείχνουν πως μπορούν να προσφέρουν σταθερότητα, αντοχή και μεγαλύτερη διάρκεια αποθήκευσης σε σχέση με το λίθιο. Σύμφωνα με ανάλυση του Oilprice.com, μια πρόσφατη ανακάλυψη σε υπερπυκνωτή γραφενίου ενδέχεται να αλλάξει τους κανόνες του παιχνιδιού: το νέο υλικό έχει ενεργειακή πυκνότητα συγκρίσιμη με αυτή των μπαταριών ιόντων λιθίου, αλλά φορτίζει πολλαπλάσια γρηγορότερα.
Όπως σημειώνει το ScienceDaily, το επαναστατικό αυτό δίκτυο γραφενίου «σπάει ρεκόρ ενεργειακής και ισχύος πυκνότητας», καθιστώντας το ιδανικό για ηλεκτρικά οχήματα, υποστήριξη δικτύου και καθημερινές ηλεκτρονικές συσκευές.
Η σχετική μελέτη, δημοσιευμένη στο Nature Communications, τονίζει ότι η νέα τεχνολογία παρουσιάζει εντυπωσιακή σταθερότητα ακόμη και υπό ακραίες δοκιμές – στοιχείο κρίσιμο για την αποθήκευση ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Αυτό δίνει στους επιστήμονες την αισιοδοξία ότι οι υπερπυκνωτές γραφενίου μπορούν, στο μέλλον, να αποτελέσουν πρακτικές εμπορικές λύσεις.
Παράλληλα, πολλές εταιρείες νέας γενιάς –όπως οι Invinity Energy Systems (τεχνολογία ροής βαναδίου), Eos Energy Enterprises Inc. (ψευδάργυρος) και ESS Tech Inc προσπαθούν να κερδίσουν έδαφος με μπαταρίες που στοχεύουν αποκλειστικά σε μακροχρόνια αποθήκευση ενέργειας. Ωστόσο, αυτή η μονοδιάστατη αγορά-στόχος αποτελεί ρίσκο.
Το Energy Storage News αναφέρει ότι «η απουσία διαφοροποίησης εσόδων καθιστά τις εταιρείες πιο ευάλωτες στις μεταβολές της αγοράς», ενώ οι μη παραδοσιακές χημείες περιορίζουν ακόμη περισσότερο την εμπορική βάση.
Παρά τα εμπόδια, η ζήτηση για αποθήκευση ενέργειας αυξάνεται παγκοσμίως με πρωτοφανείς ρυθμούς. Η παραγωγή από αιολικά και φωτοβολταϊκά έχει γίνει τόσο οικονομικά συμφέρουσα, που πλέον η ανάγκη είναι να «κρατηθεί» αυτή η ενέργεια για ώρες, ημέρες και στο μέλλον ακόμη και για εποχιακές περιόδους.
Η άνοδος των λύσεων μακράς διάρκειας αποθήκευσης (LDES) λειτουργεί ως καταλύτης για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, ενώ η ενεργειακή μετάβαση δημιουργεί έναν νέο βιομηχανικό κλάδο αξίας τρισεκατομμυρίων.
Πηγή: ot.gr