Batterien
Veröffentlicht auf 19. September 2020 |
von Tina Casey
19. September 2020 durch Tina Casey
Oh die Ironie, es brennt! Texas hat die USA als globales Öl- und Gaskraftwerk positioniert, aber jetzt ist der Lone Star State führend in der Windkraft und sein Solarbereich entwickelt sich stark. Wenn alles nach den Plänen des Startups EnergyX verläuft, wird Texas auch den Anspruch erheben, eine störende Festkörper-Energiespeichertechnologie zu entwickeln, die mehr erneuerbare Energien in das Netz einspeist und Elektrofahrzeuge weiter bringt, schneller auflädt und weniger kostet. Interessanterweise stimmen die EnergyX-Nachrichten mit den Nachrichten überein, dass sich die Ministerien für Energie, Handel, Verteidigung und Staat zur Unterstützung der heimischen Lithiumbatterieindustrie zusammengeschlossen haben. Interessant!
Ein Durchbruch bei Energiespeichern in Texas-Größe könnte für die USA bevorstehen neue Festkörpertechnologie Kosten senken und gleichzeitig die Effizienz steigern (Bild über EnergyX).
Ein disruptiver Energiespeicherplan in Texas-Größe nimmt Gestalt an
EnergyX hat unter der gesegelt CleanTechnica Radar, aber der Texas-Winkel betrifft jemanden, der hier ein bekanntes Gesicht hat. Das wäre Dr. John Goodenough, dem vor 40 Jahren die Erfindung der Lithium-Ionen-Batterie zugeschrieben wurde. Im Alter von 98 Jahren ist der Nobelpreisträger Professor an der University of Texas in Austin an der Cockrell School of Engineering, wo er unter anderem forscht lästige Probleme mit Li-Ionen-Akkus.
Ein Bereich betrifft Dendriten, die federartigen Wucherungen, die im Laufe der Zeit in herkömmlichen Li-Ionen-Batterien mit flüssigen Elektrolyten auftreten. Sie können sich auch in anderen Energiespeicherchemien bilden. Dendriten können die Effizienz der Batterie beeinträchtigen und ihre Lebensdauer verkürzen. Die endgültige Lösung dieses Problems könnte das Gebiet der Batterien der nächsten Generation auf neue Materialien ausweiten, die billig, reichlich vorhanden und ungiftig sind.
Obwohl große Fortschritte bei der Verhinderung der Dendritenbildung in flüssigen Elektrolyten erzielt wurden, haben sich die Forscher auf Festkörperelektrolyte als einen effektiveren und ganzheitlicheren Ansatz konzentriert, der auch Kosten senkt und die Effizienz steigert.
Letzten Frühling CleanTechnica warf einen Blick auf das wachsende Interesse an Festkörperbatterien und stellte fest, dass "eine dramatische Verbesserung der Energiedichte in Verbindung mit einem Rückgang der Kosten das Energiespeicher-Einhorn ist, das Forscher auf dem Gebiet der Festkörper-Lithium-Metall-Forschung suchen".
Apropos Kosten: Die Energieabteilung sieht diesbezüglich optimistisch. Ab 2017 schätzte DOE die Kosten für die Festkörper-Lithium-Metall-Energiespeicherung auf ungefähr 320 USD pro Kilowattstunde, mit dem Potenzial, in den Bereich von 70 bis 120 USD pro Kilowattstunde zu fallen.
Dies übertrifft die Bandbreite der DOE-Projektionen für herkömmliche Li-Ionen-Batterien mit 100 bis 160 US-Dollar. Es überschneidet sich auch mit der Prognose der Agentur für Li-Ionen-Energiespeicher der nächsten Generation, die zwischen 90 und 125 US-Dollar lag.
Festkörper-Energiespeicher trifft Nobelpreisträger in Texas
In das Bild kommt der Start EnergyX, 2018 gegründet und vom Unternehmer und Philanthrop Teague Egan als CEO geleitet.
Letzte Woche, EnergyX angekündigt dass es eine Partnerschaft mit der University of Texas geschlossen hat, die auf einem Lizenzvertrag Anfang dieses Jahres aufbaut, der das Portfolio neuer Materialien von UT umfasst, einschließlich metallorganischer Gerüste und Mischmatrixmembranen.
Die neue Partnerschaft ist ein praktischer, gesponserter Forschungsvertrag, der es dem Team von Dr. Goodenough ermöglicht, diese Materialien für die Verwendung in der Festkörper-Energiespeichertechnologie zu optimieren. Die Forschung umfasst auch das Labor von Dr. Benny Goodman, der die UTs leitet Zentrum für Materialien in Wasser und EnergieDies ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Lawrence Berkeley Laboratory des Energieministeriums und UC-Santa Barbara.
Interessant! Wir werden in einer Sekunde zu der Sache mit der Energieabteilung kommen. In einer Pressemitteilung, in der die neue Partnerschaft angekündigt wurde, erklärte Egan, dass das Ziel speziell darin bestehe, die LiTAS ™ -Nanotechnologie seines Unternehmens für die Verwendung als Festkörperelektrolyt zu entwickeln.
"Das Setup an der University of Texas ist großartig", schwärmte er. "Wir stellen die Materialien in Dr. Freemans Labor her und bringen sie dann neben Dr. Goodenoughs Labor, um sie in Batterien zu testen."
Weitere Informationen zu LiTAS ™ finden Sie auf der Website des Unternehmens. Dort wird erklärt, dass es sich um die Synthese und Charakterisierung von Mischmatrixmembranen (MMMs) handelt, die Gemische aus Polymer und MOF (metallorganische Gerüste) umfassen, um die attraktive Selektivität des MOF beizubehalten die skalierbaren und robusten mechanischen Eigenschaften von Polymeren. “
„EnergyX hat ein proprietäres skalierbares Gießverfahren entwickelt und patentiert, um unsere metallorganischen Gerüstnanopartikel mit Polymeren zu kombinieren und die Mischmatrixmembranen in einem Dünnfilmformat herzustellen“, fügt EnergyX hinzu.
USA verdoppelt sich bei grüner COVID-19-Wiederherstellung
Hast du das alles? Gut! Es sieht so aus, als würde das US-Energieministerium die neue Energiespeichertechnologie aus dem Labor in die Regale Ihres örtlichen Baumarkts bringen.
Schauen wir uns vor diesem Hintergrund die neu angekündigtes Batteriekonsortium das hat sich gerade angemeldet. Das neue Bundeskonsortium für fortschrittliche Batterien zielt darauf ab, eine „robuste, sichere industrielle Basis für fortschrittliche Batterien im Inland“ zu schaffen.
Wenn das nach einer klingenden Bestätigung der Netzmodernisierung klingt und Fahrzeugelektrifizierung für eine grüne COVID-19-Wiederherstellung ist es.
Das ist etwas ironisch, wenn man bedenkt, dass Energieminister Dan Brouillette kürzlich die Öl- und Gasindustrie für die Schaffung neuer Arbeitsplätze im Anschluss an die COVID-19-Krise angepriesen hat (Kohle anscheinend nicht so sehr).
Bei der Ankündigung der neuen Energiespeicherinitiative verband das DOE jedoch die Punkte zwischen sauberer Technologie und nationaler Verteidigung. Das ist eine große Sache, wenn man bedenkt, dass die politischen Entscheidungsträger im Weißen Haus die Extrameile unternommen haben, um die Industrie für fossile Brennstoffe zu stützen.
Mit der Übermittlung der Botschaft wurde Daniel R. Simmons, stellvertretender Sekretär des DOE-Büros für Energieeffizienz und erneuerbare Energien, beauftragt.
"Batterien treiben unser tägliches Leben an, von der Unterhaltungselektronik bis zur Landesverteidigung", sagte er und fügte hinzu, dass "die Verbesserung der Batterietechnologie der Schlüssel zur Steigerung der Akzeptanz von Elektrofahrzeugen und zur Schaffung des Netzes der Zukunft mit integrierter Ausfallsicherheit und Flexibilität ist."
Die neue Zusammenarbeit ist Teil einer ehrgeizigen Forschungs- und Entwicklungsarbeit, die das DOE Anfang dieses Jahres unter dem Titel „Energy Storage Grand Challenge“ gestartet hat. Diese Initiative ist ein „umfassendes, behördenweites Programm zur Beschleunigung der Entwicklung, Vermarktung und Nutzung von Energiespeichertechnologien der nächsten Generation und zur Aufrechterhaltung der weltweiten Führungsrolle der USA bei der Energiespeicherung“, erklärt das DOE.
Die anfänglichen Bemühungen konzentrierten sich auf die Koordinierung der fortgeschrittenen Energiespeicherforschung innerhalb des weitläufigen Netzwerks von Bundeslabors, Universitäten und Interessengruppen des Privatsektors des DOE.
Energiespeicherwolken sammeln sich über Öl und Gas
Das neue Bundeskonsortium ist eine klare Erklärung, dass Dekarbonisierung und Elektrifizierung grundlegende Angelegenheiten sind nationale Sicherheit und US-Wirtschaftswachstum auch.
Mit anderen Worten, die US-amerikanischen Ministerien für Energie, Handel, Verteidigung und Staat haben sich alle zusammengeschlossen, um den Teppich aus der Politik des Weißen Hauses zur Unterstützung der Öl- und Gasindustrie herauszuziehen (wiederum Kohle, die in der Kälte ausgelassen wurde).
In seinem Leitbild betont das Bundeskonsortium, dass „die Batterietechnologie der Schlüssel ist, um eine Transformation von Elektrofahrzeugen einzuleiten und das Netz der Zukunft mit integrierter Ausfallsicherheit und Flexibilität zu schaffen.“
Das Konsortium erkennt auch an, dass „diese Veränderungen die weltweiten Energiemärkte grundlegend verändern und zur Entstehung neuer Industrien führen können“, und warnt gleichzeitig davor, dass die USA sich selbst in Gefahr gebracht haben, indem sie keine starke inländische Batterieherstellung und Lieferkette entwickelt haben nachhaltig bei Störungen der Lieferkette. “
„Das Federal Consortium for Advanced Batteries (FCAB) bringt Bundesbehörden zusammen, die am Aufbau einer inländischen Versorgung mit Lithiumbatterien beteiligt sind, um die Entwicklung einer robusten, sicheren industriellen Basis für fortschrittliche Batterien zu beschleunigen“, schließt FCAB.
FCAB sucht bereits nach weiteren Mitarbeitern, also bleiben Sie dran, um mehr darüber zu erfahren.
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Bild (Screenshot): Festkörperbatteriesystem Mit freundlicher Genehmigung von EnergyX.
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Über den Autor
Tina Casey ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, fortschrittliche Technologie, aufkommende Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserprobleme. Die Artikel von Tina werden häufig auf Reuters, Scientific American und vielen anderen Websites erneut veröffentlicht. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @ TinaMCasey und Google+.
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