Ambri otevřelo závod na výrobu baterií s elektrodami z kapalného kovu

Společnost Ambri - spin-off MIT - je opět o něco blíže uvedení svých originálních baterií s elektrodami z kapalného kovu na trh. Baterie mají sloužit jako záložní zařízení ke skladování přebytků v energetických soustavách. Ve čtvrtek totiž společnost otevřela svůj nový závod v Marlboro, ve státě Massetschusets. Zde by se měly vyrábět baterie ve velikosti přepravních kontejnerů. Prvními dvěma zákazníky budo vojenská základna na Cape Codu a větrný park na Havaji. Společnost vyrobí prototypy a předváděcí jednotky příští rok a v roce 2015 by měla být spuštěna výroba ve větších sériích.

Aby udrželi nízké ceny svých baterií, vyrábějí v Ambri baterie z levných materiálů. Každá buňka baterie je kovová kostka se stranou o velikosti 10 cm. (Na obrázku je ještě kruhová Demo-Cell). Každá buňka obsahuje dvě kovové elektrody a solný elektrolyt. Všechny tři složky jsou při provozu v kapalném skupenství, a protože jednotlivé látky mají různé hustoty, vznikají v baterii celkem tři různé vrstvy. Když má baterie dodávat elektrickou energii, ionty kovu z horní vrstvy, která je anodou, putují elektrolytem a mísí se s ionty ve spodní vrstvě, což je katoda. Při nabíjení probíhá proces opačným směrem. Provozní teplota baterie je několik set stupňů Celsia a teplo, které při nabíjení a vybíjení vzniká, udržuje látky obsažené uvnitř článku v kapalném skupenství.

S tímto konceptem začal před lety experimentovat profesor David Bradwell z MIT. Tehdy použil elektrody z antimonu a hořčíku a solný elektrolyt. V roce 2010 pak byla na základě investice energetické společnosti Total a s využitím dotačního grantu ARPA-E amerického Ministerstva energetiky (Department of Energy) založena společnost Ambri.

Jedna baterie se skládá z 54 spojených článků. 16 spojeným bateriím se ve firmě říká Ambri Core - v něm lze uskladnit až 200 kWh energie. Dalším spojením jednotek Ambri Core do baterie o velikosti přepravního kontejneru vznikne jakási superbaterie, která je schopna po 4 hodiny dodávat 500 kW. Jednoduchost systému zaručuje nízké náklady.

Ambri spatřuje jako hlavní výhodu své technologie malý úbytek kapacity i po delší době provozu – to je důležitý faktor pro provozovatele soustav. Výhodou je také velikost článků, díky níž baterie obsahují méně spojovacího materiálu - právě ten by mohl být potenciálním zdrojem poruch. Ambri je jednou ze společností, které se v USA ucházejí o zakázky na dodávku efektivního a z hlediska nákladů přijatelného řešení pro skladování přebytečné energie z energetických soustav. Konkurence nabízí například skladování energie ve formě stlačeného vzduchu, setrvačníky, nebo jiné typy baterií. Pokud by byly doplněny dostatečnými kapacitami pro skladování přebytečné energie alespoň po několik hodin, mohly by větrné a solární elektrárny pružněji reagovat na aktuální poprávku.

Provozovatelé soustav jsou poměrně konzervativní cílovou skupinou, co se přijímání nových technologií týče. Proto se Ambri zaměřilo nejdříve na jiné typy zákazníků, u nichž bude možné první prototypy předvést přímo v provozu. Joint Base na Cape Codu bude baterie používat k tomu, aby zajistila vyrovnanou dodávku energie ze svých solárních a větrných zdrojů přímo na základně. Baterie může posloužit také jako záložní zdroj v případě výpadku sítě. Projekt je dotován massachusettským Centrem pro čistou energii (Massachusetts Clean Energy Center). Společnosti, které se zabývají skladováním elektrické energie dále cílí na ostrovní země, které jsou při výrobě elektrické energie závislé na drahé naftě. Developer First Wind tak nasadí systém od Ambri na Havaji. Využije k tomu fondy Ministerstva energetiky a Úřadu pro výzkum moří a oceánů (Department of Energy and the Office of Naval Research).

Hlavní otázkou, která se týká všech nově vznikajících řešení pro skladování energie v síti je, jak dobře budou fungovat a kolik budou stát. Pokud bude baterie levnější než plynová elektrárna pro vyrovnávání špiček, nebo investice do zkapacitnění soustavy, pak se provozovatelé přikloní ke skladování energie. To by mohlo vést k dramatické proměně podoby soustav, jak je známe dnes. V podstatě by to odbouralo potřebu generátorů, které by se pak používaly jen několik dní v roce při skutečně extrémních špičkách. Ale než se tak stane, budou muset společnosti jako je Ambri dokázat, že jejich řešení není jen originálním nápadem, ale také životaschopnou myšlenkou. 
 

Obrázek: dailytech.com 
Původní článek na IEEE Spectrum naleznete ZDE
Brožura AMBRI popisující fungování článků s elektrodami z kapalného kovu