Кога Били Вудфорд и неговите пријатели почнале да конструираат нов тип батерија, инспирација им биле грејачите за раце за еднократна употреба што ги користат гледачите на американските стадиони. Клучна состојка на батеријата е - 'рѓата.
Стартапот на Вудфорд, „Форм енерџи“ (Form Energy), започна со бизнис во 2017 година, со јасна и амбициозна цел. Батеријата требаше да апсорбира обновлива енергија во текот на денот и да ја ослободува ноќе, односно да продолжи да работи по зајдисонце и во денови без ветер. Литиумјонската батерија, како оние во електричните возила и паметните телефони, би работела, но ниту една комунална компанија не може да си дозволи да работи со таков тип на батерии во мрежата подолго од неколку часа.
На комуналните претпријатија им е потребна технологија што ќе биде доволно евтина, а ќе може да работи 100 часа или повеќе. „Речиси секоја од нашите батерии може да работи на мрежата онолку долго колку што е потребно“, вели Матео Јарамило, кој порано работел во „Тесла“ (Tesla), а сега е главен извршен директор на „Форм“ (Вудфорд е главен технолошки директор). „Секогаш се сведува на цената“, истакнува Јарамило.
Били Вудфорд
Bloomberg
Батериите се ноторно компликувана технологија, која е тешко да се совлада. Процесот на развој на нова хемија од лабораторија до комерцијална примена трае во просек 15 години. Сепак, Вудфорд и неговиот тим ја конструирале својата батерија за рекордно време: им биле потребни четири години за да го направат прототипот и седум години до првата комерцијална употреба. Нивниот процес започнал со евтини материјали и покажува дека иновациите можат да се исплатат во ограниченото време што го имаме за исполнување на глобалните климатски цели.
Победа на железото
Петте коосновачи на „Форм“, вклучувајќи ги и Јет Минг Чијанг, Тед Вајли и Марко Ферара, ја започнале својата приказна со предлагање идеи за материјали, отфрлајќи ги повеќето како што им текнувале. Некои предлози веќе биле комерцијализирани, како што се батериите што користат материјали како ванадиум и големи садови со течност. Но сточасовна батерија треба да се базира само на многу евтини широкодостапни елементи, а потесниот избор на крајот се свел на железо и сулфур. Железото победило затоа што е полесно да се ракува со него.
Вудфорд потоа се насочил кон неверојатен извор на инспирација: грејачите за раце за еднократна употреба што ги користел во студените денови додека растел во Пенсилванија. Со дробење на овие мали ќесиња исполнети со кристали се започнува процес на ’рѓосување на железото - во суштина реагира со кислородот за да се формира железен оксид - што се забрзува со хемикалии. Реакцијата е ослободена енергија во форма на топлина. Вудфорд и Чијанг, мозоците на „Форм“, размислиле дека со соодветна технологија, тие можат да ја искористат таа реакција за ослободување енергија во форма на електрони.
Јарамило на почетокот не бил оптимист. „Мислев дека ќе ја побијам идејата“, вели тој. „Подобро да се докаже дека не е добра на самиот старт отколку подоцна“.
Сепак се покажало дека идејата не е лоша, туку напротив. По илјадници експерименти, идејата за загревање на рацете на Вудфорд станала база за батеријата на „Форм“. Компанијата со седиште во Сомервил, Масачусетс, собра речиси 900 милиони долари од големи играчи, како што е „Брејктру енерџи“ (Breakthrough Energy Ventures) предводена од Бил Гејтс, и има партнерства со „Џорџија пауер“ (Georgia Power), „Грејт ривер“ (Great River Energy) и „Ексел“ (Xcel Energy). Следува изградба на фабрика за производство на батерии во Западна Вирџинија во вредност од 760 милиони долари, која сакаат да ја завршат до крајот на 2024 година.
Усвојувањето на Законот за намалување на инфлацијата (IRA) ги подобри изгледите на компанијата. Важниот американски закон за климата вклучува стимулации за развој за складирање енергија, како и помош за локалното производство и проектите што им служат на обесправените заедници - а „Форм“ ги исполнува сите. Американскиот сенатор Џо Манчин, демократ што одигра одлучувачка улога во гласањето на ИРА, исто така е од Западна Вирџинија, која инвестира 290 милиони долари во првата фабрика на „Форм“. Еден од главните инвеститори, Гејтс, лобирал кај Манчин да гласа за законот.
Побрзи од роковите
Сите овие позитивни околности ги забрзаа процесите во „Форм“. „Ние сме малку пред распоредот“, вели Јарамило.
Засега, единственото место каде што можете да ги видите железните батерии на „Форм“ во акција е центарот за тестирање, во магацин во Беркли, Калифорнија. „Ако гледате однадвор, тоа не е нешто спектакуларно“, ги предупредува посетителите Јарамило додека поминува покрај пластична кутија со големина на мал фрижидер. „Но за да дојдеме до трошоците кон кои целиме, не можеме да си дозволиме да се грижиме за естетиката“, додава тој.
Матео Јарамило
Bloomberg
Ако погледнете внимателно, можете да видите нешто: секоја кутија содржи црна течност со меурчиња. Она што го гледате е процесот на 'рѓосување. Од хемиски аспект, процесот во пластичните кутии е мешање железо со кислород за да се формираат железни оксиди (попознати како 'рѓа) додека се произведува електрична енергија. Процесот може да биде и обратен. Со струја е можно повторно да се одвои железото со ослободување кислород. Да не беше реверзибилна, ќе беше само една многу скапа батерија, која постојано откажува.
Хемиската реакција зад пристапот на „Форм“ е релативно едноставна, но правењето батерија што може да се наполни или испразни стотици пати не е. 'Рѓата, на пример, не е единствена хемикалија, обично станува збор за мешавина од железни оксиди, а претворањето на секој од нив назад во железо бара различни услови.
Значително поевтино
Неизбежно, постојат несакани ефекти. При еден од нив се произведува водород и бара периодично долевање вода, додека другиот црпи јаглерод диоксид од воздухот и на тој начин го намалува животниот век на батеријата. Дури и кога ќе се постигне комерцијално производство, не постои гаранција дека батеријата на „Форм“ ќе работи совршено или ќе ги реши сите предизвици што доаѓаат со откажувањето од фосилните горива. Компанијата има уште две години да ги реши проблемите пред да започне комерцијалната имплементација.
Од самиот почеток, целта на „Форм“ беше да изгради нешто што ќе има добри перформанси како литиумјонската батерија по седмина од цената (околу 20 долари за киловат-час). Иако првите батерии што ќе ги направат ќе бидат поскапи од тоа, тие сепак ќе бидат многу поевтини од литиумјонските батерии, особено ако се земе предвид дека литиум има сè помалку, а железо има во изобилство. Колку повеќе батерии произведува „Форм“, толку ќе бидат поевтини.
„Многу е лесно да се направи лоша батерија железо-воздух“, вели Јарамило. „Многу е тешко да се натера таа хемија да работи на највисоко ниво, а со најниска цена“, заклучува тој.
.webp){kind=icon}