Швейцарские ученые придумали новый способ применения обычного железа для хранения водорода. Залив водород в баки из трех тонких слоев нержавеющей стали, они создали батареи, способные месяцами хранить 10 МВт*ч энергии, не теряя емкости. Все благодаря процессу образования ржавчины, который применяется и в железо-воздушных батареях. Получается дешево, просто и надежно.
К середине XXI века Швейцария планирует обеспечивать 40 % своих потребностей в электроэнергии за счет солнечных лучей. Проблема солнечной энергетики, особенно в этой стране, состоит в том, что летом ее слишком много, а зимой слишком мало. Очевидно, излишки надо запасать. Для этого правительство планирует использовать различные накопители, в том числе, на основе водорода. В летнее время молекулы воды можно расщеплять, а в зимнее — пользоваться водородом как чистым топливом. Проблема в том, что долговременное хранение крайне летучего газа требует много энергии и сопряжено с риском. Безопаснее и дешевле хранить водород в виде ржавчины.
Специалисты Высшей технической школы Цюриха взяли за основу известный с XIX века метод использования расплава чугуна и пара, пишет IE. Горючий газ закачивают в стальной реактор, куда подают железную руду при температуре 400 градусов Цельсия. Водород выделяет кислорода из оксида железа, или ржавчины, а на выходе получается вода и железо. Получается своего рода батарея, в которой энергия может храниться месяцами без существенных потерь.
В зимние месяцы, когда спрос на энергию выше, в реактор подают горячий пар. Это запускает обратную реакцию, при которой образуется ржавчина и выделяется газообразный водород. Его можно использовать для выработки электричества в топливных элементах или для вращения турбин.
Важнейшее преимущество такого способа хранения энергии в том, что он дешевый и простой. Используемые материалы не требуют предварительной обработки, их легко достать в любой точке мира. Емкость аккумулятора легко увеличить, добавив больше реакторов. Материалы будут служить годами, не требуя замены.
Для демонстрации возможностей технологии инженеры построили в кампусе три таких реактора. Каждый из них вмещает 10 МВт*ч водорода, который, после конверсии, может дать 4-6 МВт*ч энергии.
Несмотря на то, что потери составляют до 60 %, исследователи намерены протестировать технологию в большем масштабе. Они планируют построить накопитель на 4 ГВт*ч объемом 2000 кубических метров. Такая батарея сможет обеспечить одну пятую потребностей кампуса в зимнее время — и в десять раз дешевле, чем существующие методы.
