Niektóre właściwości fizyczne i chemiczne stopionych soli i ich mieszanin. Jak zrobić jedną solidną kostkę soli kuchennej, czy to możliwe? Stopiona sól do magazynowania energii słonecznej

Jako elektrolity w produkcji metali metodą elektrolizy stopionych soli mogą służyć pojedyncze sole, ale zwykle, w oparciu o chęć posiadania elektrolitu, który jest stosunkowo niskotopliwy, ma korzystną gęstość, charakteryzuje się dość niską lepkością i wysoką ze względu na przewodnictwo elektryczne, stosunkowo duże napięcie powierzchniowe, a także niską lotność i zdolność rozpuszczania metali, w praktyce nowoczesnej metalurgii stosuje się bardziej złożone ciekłe elektrolity, które są układami kilku (dwóch do czterech) składników.
Z tego punktu widzenia duże znaczenie mają właściwości fizykochemiczne poszczególnych stopionych soli, a zwłaszcza układów (mieszanin) stopionych soli.
Wystarczająco duża ilość materiału doświadczalnego zgromadzonego w tym obszarze wskazuje, że właściwości fizykochemiczne stopionych soli są ze sobą w pewnym związku i zależą od budowy tych soli zarówno w stanie stałym, jak iw stanie stopionym. Ta ostatnia jest określona przez takie czynniki, jak wielkość i względna ilość kationów i anionów w sieci krystalicznej soli, charakter wiązania między nimi, polaryzacja i skłonność odpowiednich jonów do tworzenia kompleksów w stopach.
w tabeli. 1 porównuje temperatury topnienia, temperatury wrzenia, objętości molowe (w temperaturze topnienia) i równoważne przewodnictwo elektryczne niektórych stopionych chlorków, ułożonych zgodnie z grupami tabeli prawa okresowego pierwiastków D.I. Mendelejew.

w tabeli. 1 pokazuje, że chlorki metali alkalicznych należące do grupy I oraz chlorki metali ziem alkalicznych (grupa II) charakteryzują się wysokimi temperaturami topnienia i wrzenia, wysokim przewodnictwem elektrycznym oraz mniejszymi objętościami polarnymi w porównaniu z chlorkami należącymi do kolejnych grup.
Wynika to z faktu, że w stanie stałym sole te mają jonowe sieci krystaliczne, w których siły oddziaływania między jonami są bardzo znaczące. Z tego powodu bardzo trudno jest zniszczyć takie sieci, dlatego chlorki metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych mają wysokie temperatury topnienia i wrzenia. Mniejsza objętość molowa chlorków metali alkalicznych i ziem alkalicznych wynika również z obecności w kryształach tych soli dużego udziału silnych wiązań jonowych. Struktura jonowa wytopów rozważanych soli decyduje również o ich wysokim przewodnictwie elektrycznym.
Według poglądów A.Ya. Frenkla, przewodnictwo elektryczne stopionych soli jest określane przez przepływ prądu, głównie przez małe ruchliwe kationy, a właściwości lepkie wynikają z większej objętości anionów. Stąd spadek przewodnictwa elektrycznego z LiCl do CsCl wraz ze wzrostem promienia kationu (od 0,78 A dla Li+ do 1,65 A dla Cs+) i odpowiednio zmniejsza się jego ruchliwość.
Niektóre chlorki grup II i III (takie jak MgCl2, ScCl2, USl3 i LaCl3) charakteryzują się niskim przewodnictwem elektrycznym w stanie stopionym, ale jednocześnie dość wysokimi temperaturami topnienia i wrzenia. To ostatnie wskazuje na znaczny udział wiązań jonowych w sieciach krystalicznych tych soli. Ho w stopach jony proste wyraźnie oddziałują z tworzeniem większych i mniej ruchliwych jonów kompleksowych, co zmniejsza przewodnictwo elektryczne i zwiększa lepkość stopów tych soli.
Silna polaryzacja anionu chloru przez małe kationy Be2+ i Al3+ prowadzi do gwałtownego spadku udziału wiązań jonowych w tych solach i wzrostu udziału wiązań molekularnych. Zmniejsza to wytrzymałość sieci krystalicznych BeCl2 i AlCl3, przez co chlorki te charakteryzują się niskimi temperaturami topnienia i wrzenia, dużymi objętościami molowymi oraz bardzo niskimi wartościami przewodnictwa elektrycznego. To ostatnie wynika najwyraźniej z faktu, że (pod wpływem silnego polaryzującego działania Be2+ i Al3+) w stopionych chlorkach berylu i glinu dochodzi do silnego kompleksowania z utworzeniem w nich masywnych jonów kompleksowych.
Bardzo niskie temperatury topnienia (których wartości są często poniżej zera) i wrzenia charakteryzują sole chlorkowe pierwiastków IV grupy, a także pierwszego pierwiastka boru grupy III, które mają sieci czysto molekularne ze słabymi resztkowymi wiązaniami między cząsteczkami. W stopie takich soli nie ma jonów, a one, podobnie jak kryształy, zbudowane są z obojętnych cząsteczek (chociaż wewnątrz tych ostatnich mogą znajdować się wiązania jonowe). Stąd duże objętości molowe tych soli w temperaturze topnienia i brak przewodnictwa elektrycznego odpowiednich stopów.
Fluorki metali grup I, II i III charakteryzują się z reguły podwyższonymi temperaturami topnienia i wrzenia w porównaniu z odpowiednimi chlorkami. Wynika to z mniejszego promienia anionu F+ (1,33 A) w porównaniu z promieniem anionu Cl+ (1,81 A), a co za tym idzie, mniejszej tendencji jonów fluoru do polaryzacji, a w konsekwencji tworzenia silnych kryształów jonowych kraty przez te fluorki.
Duże znaczenie dla wyboru korzystnych warunków elektrolizy mają diagramy topnienia (schematy fazowe) układów solnych. Tak więc, w przypadku stosowania stopionych soli jako elektrolitów w elektrolitycznej produkcji metali, zwykle konieczne jest przede wszystkim posiadanie stosunkowo niskotopliwych stopów soli, które zapewniają odpowiednio niską temperaturę elektrolizy i mniejsze zużycie energii elektrycznej dla utrzymania elektrolit w stanie stopionym.
Jednak przy pewnych stosunkach składników w układach solnych mogą pojawić się związki chemiczne o podwyższonych temperaturach topnienia, ale o innych korzystnych właściwościach (na przykład zdolność do łatwiejszego rozpuszczania tlenków w stanie stopionym niż pojedyncze stopione sole itp.).
Z badań wynika, że ​​gdy mamy do czynienia z układami dwóch lub więcej soli (lub soli i tlenków), pomiędzy składnikami tych układów mogą zachodzić interakcje prowadzące (w zależności od siły tego oddziaływania) do powstania eutektyk lub eutektyk zapisanych na diagramy lub obszary roztworów stałych lub niekongruentnie (z rozkładem) lub kongruentnie (bez rozkładu) topiące się związki chemiczne. Wielkie uporządkowanie struktury materii w odpowiednich punktach składu układu, dzięki tym oddziaływaniom, jest zachowane do pewnego stopnia w stopie, tj. powyżej linii likwidusu.
Dlatego układy (mieszaniny) stopionych soli mają często bardziej złożoną budowę niż pojedyncze stopione sole, aw ogólnym przypadku składnikami strukturalnymi mieszanin stopionych soli mogą być jednocześnie jony proste, jony złożone, a nawet cząsteczki obojętne, zwłaszcza gdy w sieciach krystalicznych odpowiednich soli występuje pewna ilość wiązań molekularnych.
Jako przykład rozważmy wpływ kationów metali alkalicznych na topliwość układu MeCl-MgCl2 (gdzie Me jest metalem alkalicznym na ryc. 1), który charakteryzuje się liniami likwidusu na odpowiednich diagramach fazowych. Z rysunku widać, że wraz ze wzrostem promienia kationu chlorku alkalicznego od Li+ do Cs+ (odpowiednio od 0,78 A do 1,65 A) wykres topliwości staje się bardziej skomplikowany: w układzie LiC-MgCl2 składniki tworzą ciało stałe rozwiązania; w układzie NaCl-MgCl2 występuje minimum eutektyczne; w układzie KCl-MgCl2 w fazie stałej tworzy się jeden kongruentnie topiący się związek KCl*MgCl2 i ewentualnie jeden niekongruentnie topiący się związek 2KCl*MgCl2; w układzie RbCl-MgCl2 wykres topnienia ma już dwa maksima odpowiadające powstawaniu dwóch kongruentnie topliwych związków; RbCl*MgCl2 i 2RbCl*MgCl2; ostatecznie w układzie CsCl-MgClg powstają trzy kongruentnie topiące się związki chemiczne; CsCl*MgCl2, 2CsCl*MgCl2 i SCsCl*MgCl2, a także jeden niekongruentnie topliwy związek CsCl*SMgCl2. W układzie LiCl-MgCb jony Li i Mg oddziałują w przybliżeniu jednakowo z nonami chloru, a zatem odpowiadające im wytopy zbliżają się do najprostszych rozwiązań w swojej strukturze, dzięki czemu wykres topliwości tego układu charakteryzuje się obecnością w nim roztworów stałych . W układzie NaCi-MgCl2, na skutek wzrostu promienia kationu sodu, następuje pewne osłabienie wiązania między jonami sodu i chloru, a co za tym idzie wzrost oddziaływania między jonami Mg2+ i Cl-, co jednak , nie prowadzi jednak do pojawienia się w stopie jonów kompleksowych. Powstające z tego powodu nieco większe uporządkowanie stopu powoduje pojawienie się eutektyki na wykresie topnienia układu NaCl-MgCl2. Rosnące osłabienie wiązania między jonami K+ i C1-, ze względu na jeszcze większy promień kationu potasu, powoduje taki wzrost oddziaływania między jonami i Cl-, co prowadzi, jak pokazuje wykres topnienia KCl-MgCl2 , do powstania trwałego związku chemicznego KMgCl3, aw stopie do pojawienia się odpowiednich anionów kompleksowych (MgCl3-). Dalsze zwiększanie promieni Rb+ (1,49 A) ​​i Cs+ (1,65 A) powoduje jeszcze większe osłabienie wiązania między jonami Rb i Cl- z jednej strony, a jonami Cs+ i Cl- z drugiej z drugiej strony, prowadząc do dalszego skomplikowania wykresu topliwości układu RbCl-MgCb w porównaniu z wykresem topliwości układu KCl - MgCb oraz w jeszcze większym stopniu do skomplikowania wykresu topliwości układu CsCl-MgCl2 system.

Podobnie sytuacja wygląda w układach MeF-AlF3, gdzie w przypadku układu LiF - AlF3 na wykresie topnienia zaznaczono jeden kongruentnie topiący się związek chemiczny SLiF-AlFs, a na wykresie topnienia układu NaF-AIF3 jeden kongruentnie i jeden niezgodnie topiące się związki chemiczne; odpowiednio 3NaF*AlFa i 5NaF*AlF3. Ze względu na fakt, że tworzenie się w fazie soli podczas krystalizacji tego lub innego związku chemicznego odbija się również w strukturze tego stopu (większe uporządkowanie związane z pojawieniem się jonów kompleksowych), powoduje to odpowiednią zmianę, oprócz topliwości , oraz inne właściwości fizykochemiczne, które zmieniają się dramatycznie (nie przestrzegając zasady addytywności) dla składów mieszanin stopionych soli, odpowiadających powstawaniu związków chemicznych zgodnie z diagramem topnienia.
Istnieje zatem zgodność między diagramami skład-właściwości w układach solnych, która wyraża się w tym, że tam, gdzie na wykresie topnienia układu odnotowany jest związek chemiczny, odpowiadający mu w składzie stop charakteryzuje się maksymalną krystalizacją temperaturę, maksymalną gęstość, maksymalną lepkość, minimalną przewodność elektryczną i minimalną parę sprężystości.
Taka zgodność w zmianie właściwości fizykochemicznych mieszanin stopionych soli w miejscach odpowiadających powstawaniu związków chemicznych zapisanych na wykresach topnienia nie jest jednak związana z pojawieniem się obojętnych cząsteczek tych związków w stopie, jak wcześniej sądzono, ale wynika to z większego uporządkowania struktury odpowiedniego stopu, większej gęstości upakowania. Stąd - gwałtowny wzrost temperatury krystalizacji i gęstości takiego stopu. Obecność w takim stopie największej ilości dużych jonów złożonych (odpowiadających powstawaniu niektórych związków chemicznych w fazie stałej) prowadzi również do gwałtownego wzrostu lepkości stopu z powodu pojawienia się w nim dużych kompleksów anionów oraz do spadku przewodności elektrycznej stopu z powodu zmniejszenia liczby nośników prądu (ze względu na połączenie jonów prostych z jonami złożonymi).
na ryc. 2 dla przykładu porównano wykres skład-właściwości wytopów układów NaF-AlF3 i Na3AlF6-Al2O3, gdzie w pierwszym przypadku wykres topnienia charakteryzuje się obecnością związku chemicznego, a w po drugie - przez eutektykę. Zgodnie z tym krzywe zmian właściwości fizykochemicznych wytopów w zależności od składu w pierwszym przypadku mają ekstrema (maksima i minima), aw drugim odpowiadające im krzywe zmieniają się monotonicznie.

04.03.2020

Pozyskiwanie drewna opałowego, obcinanie gałęzi i sęków, prace budowlane, pielęgnacja ogrodu - to wszystko zakres zastosowań piły łańcuchowej. Połączyć...

04.03.2020

Mechanizm podnoszenia i transportu za pomocą trakcji nazywa się wyciągarką. Trakcja przekazywana jest za pomocą liny, liny lub łańcucha umieszczonego na bębnie....

03.03.2020

Chcesz, aby łazienka i toaleta w mieszkaniu prezentowały się reprezentacyjnie? Aby to zrobić, przede wszystkim konieczne jest ukrycie komunikacji (woda i kanalizacja ...

03.03.2020

Jako styl artystyczny barok powstał pod koniec XVI wieku we Włoszech. Nazwa pochodzi od włoskiego „barocco”, co oznacza dziwaczną muszlę....

02.03.2020

O poziomie prac budowlanych decyduje fachowość rzemieślników, przestrzeganie procesów technologicznych oraz jakość użytych materiałów i materiałów eksploatacyjnych. Zmiana...

Aby wyhodować kryształ soli, będziesz potrzebować:

1) - Sól.

Powinien być tak czysty, jak to tylko możliwe. Sól morska jest najlepsza, ponieważ w zwykłej kuchni jest dużo śmieci, których nie widać gołym okiem.

2) - woda.

Idealną opcją byłoby użycie wody destylowanej lub przynajmniej przegotowanej, oczyszczając ją w jak największym stopniu z zanieczyszczeń poprzez filtrację.

3) - wyroby szklane w którym kryształ będzie rosnąć.

Główne wymagania dla niego: musi być również idealnie czysty, przez cały proces nie powinny znajdować się w nim żadne ciała obce, nawet drobne drobinki, ponieważ mogą one powodować wzrost innych kryształów ze szkodą dla głównego.

4) - kryształ soli.

Można go „zdobyć” z paczki soli lub z pustej solniczki. Tam, na dole, prawie na pewno znajdzie się odpowiedni, który nie mógłby przejść przez otwór w solniczce. Konieczne jest wybranie przezroczystego kryształu o kształcie bliższym równoległościanowi.

5) - różdżka: plastikowa lub drewniana ceramika lub łyżka wykonana z tych samych materiałów.

Jeden z tych elementów będzie wymagany do wymieszania roztworu. Chyba zbędne byłoby przypominanie, że po każdym użyciu należy je umyć i wysuszyć.

6) - lakier.

Lakier będzie potrzebny do zabezpieczenia już gotowego kryształu, ponieważ bez zabezpieczenia w suchym powietrzu będzie się kruszył, a w wilgotnym rozpływa się w bezkształtną masę.

7) - gaza lub papier filtracyjny.

Proces wzrostu kryształów.

Pojemnik z przygotowaną wodą umieszcza się w ciepłej wodzie (około 50-60 stopni), stopniowo wlewa się do niego sól, ciągle mieszając. Gdy sól nie może się już rozpuścić, roztwór wlewa się do innego czystego pojemnika, aby nie dostał się do niego osad z pierwszego pojemnika. Można przelać przez lejek z filtrem, aby zapewnić najlepszą czystość.

Teraz wcześniej „wyciągnięty” kryształ na nitce jest opuszczany do tego roztworu, aby nie dotykał dna i ścian naczynia.

Następnie przykryj naczynia pokrywką lub czymś innym, ale tak, aby nie dostały się tam ciała obce i kurz.

Umieść pojemnik w ciemnym, chłodnym miejscu i bądź cierpliwy - widoczny proces rozpocznie się za kilka dni, ale wyhodowanie dużego kryształu zajmie kilka tygodni.

W miarę wzrostu kryształu płyn naturalnie się zmniejszy, dlatego mniej więcej raz na dziesięć dni konieczne będzie dodanie świeżego roztworu przygotowanego zgodnie z powyższymi warunkami.

Podczas wszystkich dodatkowych operacji nie należy dopuszczać do częstych ruchów, silnych wpływów mechanicznych i znacznych wahań temperatury.

Gdy kryształ osiągnie żądany rozmiar, usuwa się go z roztworu. Należy to zrobić bardzo ostrożnie, ponieważ na tym etapie jest jeszcze bardzo delikatny. Usunięty kryształ suszy się z wody za pomocą serwetek. Wysuszony kryształ pokryty jest bezbarwnym lakierem nadającym wytrzymałości, do którego można wykorzystać zarówno domowy, jak i manicure.

I na koniec mucha w maści.

Tak wyhodowany kryształ nie może być użyty do wykonania pełnoprawnej lampy solnej, ponieważ wykorzystuje specjalny naturalny minerał - halit, który zawiera wiele naturalnych minerałów.

Ale nawet z tego, co zrobiłeś, całkiem możliwe jest wykonanie jakiegoś rzemiosła, na przykład miniaturowego modelu tej samej lampy solnej, wkładając małą diodę LED do kryształu, zasilając ją z baterii.

Główną ideą całego projektu jest zapewnienie ciągłości dostaw energii generowanej przez alternatywne źródła, przede wszystkim wiatr i słońce.

Holding Alphabet, którego częścią jest Google, ma dział „X”, który zajmuje się projektami, które wyglądają jak czysta science fiction. Jeden z takich projektów jest właśnie w trakcie realizacji. Nazywa się Project Malta, a Bill Gates weźmie w nim udział. To prawda, nie bezpośrednio, ale za pośrednictwem swojego funduszu Breakthrough Energy Ventures. Planuje się przeznaczyć około 1 miliarda dolarów.

Nie wiadomo jeszcze, kiedy dokładnie zostaną przyznane środki, ale intencje wszystkich partnerów są więcej niż poważne. Pomysł magazynu energii, którego częścią jest zbiornik stopionej soli, a częścią chłodziwo, należy do naukowca Roberta Laughlina. Jest profesorem fizyki i fizyki stosowanej na Uniwersytecie Stanforda, Laughlin otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1998 roku.

Główną ideą całego projektu jest zapewnienie ciągłości dostaw energii generowanej przez alternatywne źródła, przede wszystkim wiatr i słońce. Tak, oczywiście, istnieją różnego rodzaju systemy bateryjne, które pozwalają magazynować energię w ciągu dnia i oddawać ją w nocy lub w okresach czasu, które są problematyczne dla alternatywnych źródeł (pochmurno, cisza itp.). Ale mogą przechowywać stosunkowo niewielką ilość energii. Jeśli mówimy o skali miasta, regionu lub kraju, to nie ma takich systemów baterii.

Ale można je stworzyć, korzystając z pomysłu Laughlina. Zawiera następujące elementy konstrukcyjne:

• Źródło „zielonej” energii, takie jak elektrownia wiatrowa lub słoneczna, które przekazuje energię do magazynu.
• Ponadto energia elektryczna napędza pompę ciepła, energia elektryczna jest przekształcana w ciepło i powstają dwa obszary - gorący i chłodzony.
• Ciepło jest magazynowane w postaci stopionej soli, dodatkowo istnieje również „zimny zbiornik”, jest to silnie schłodzony płyn chłodzący (na przykład).
• Gdy potrzebna jest energia, uruchamiany jest „silnik cieplny” (system, który można nazwać pompą przeciwcieplną) i ponownie wytwarzana jest energia elektryczna.
• Wymagana ilość energii jest wysyłana do ogólnej sieci.

Technologia została już opatentowana przez Laughlin, więc teraz to tylko kwestia technologii i finansowania. Sam projekt można zrealizować np. w Kalifornii. „Stracono” tutaj około 300 000 kWh energii wytwarzanej przez elektrownie wiatrowe i słoneczne. Faktem jest, że wyprodukowano go tak dużo, że nie udało się uratować całego tomu. A to wystarczy, aby zasilić w energię ponad 10 000 gospodarstw domowych.

Podobna sytuacja rozwinęła się w Niemczech, gdzie w 2015 roku utracono 4% energii „wiatrowej”. W Chinach liczba ta na ogół przekraczała 17%.

Niestety przedstawiciele „X” nic nie mówią o ewentualnych kosztach projektu. Może się okazać, że odpowiednio wdrożone magazynowanie energii za pomocą soli i schłodzonej cieczy będzie kosztować mniej niż tradycyjne baterie litowe. Jednak teraz koszt akumulatorów litowo-jonowych spada, a koszt „brudnej” energii jest mniej więcej na tym samym poziomie. Jeśli więc inicjatorzy projektu Malta chcą konkurować z tradycyjnymi rozwiązaniami, muszą osiągnąć znaczną redukcję kosztu kilowata w swoim systemie.

Tak czy inaczej, realizacja projektu jest tuż za rogiem, więc wkrótce będziemy mogli poznać wszystkie niezbędne szczegóły. opublikowany Jeśli masz pytania na ten temat, zadaj je specjalistom i czytelnikom naszego projektu.

Elektroenergetyka jest jedną z nielicznych dziedzin, w których nie ma wielkogabarytowego magazynowania wytworzonych „produktów”. Przemysłowe magazynowanie energii i produkcja różnego rodzaju urządzeń magazynujących to kolejny krok w wielkiej elektroenergetyce. Teraz zadanie to jest szczególnie dotkliwe - wraz z szybkim rozwojem odnawialnych źródeł energii. Pomimo niepodważalnych zalet OZE, pozostaje jeszcze jeden ważny problem, który należy rozwiązać przed masowym wprowadzeniem i wykorzystaniem alternatywnych źródeł energii. Chociaż energia wiatrowa i słoneczna są przyjazne dla środowiska, ich wytwarzanie jest „nieciągłe”, a energia musi być magazynowana do późniejszego wykorzystania. Dla wielu krajów szczególnie pilnym zadaniem byłoby pozyskanie technologii sezonowego magazynowania energii – ze względu na duże wahania jej zużycia. Ars Technica przygotowała zestawienie najlepszych technologii magazynowania energii, opowiemy o niektórych z nich.

Akumulatory hydrauliczne

Najstarsza, ugruntowana i rozpowszechniona technologia magazynowania energii w dużych ilościach. Zasada działania akumulatora jest następująca: są dwa zbiorniki na wodę - jeden znajduje się nad drugim. Gdy zapotrzebowanie na energię elektryczną jest niskie, energia jest wykorzystywana do pompowania wody do zbiornika górnego. W godzinach szczytu zużycia energii elektrycznej woda jest odprowadzana do zainstalowanego tam hydroelektrycznego generatora, który napędza turbinę i wytwarza energię elektryczną.

Niemcy planują w przyszłości wykorzystać stare kopalnie węgla do budowy akumulatorów hydraulicznych, a niemieccy naukowcy pracują nad stworzeniem gigantycznych betonowych kul do hydronegeneracji umieszczonych na dnie oceanu. W Rosji znajduje się Zagorskaya GAES, położona nad rzeką Kunya w pobliżu wsi Bogorodskoye w obwodzie Siergijew Posad w obwodzie moskiewskim. Zagorsk HPSP jest ważnym elementem infrastruktury systemu elektroenergetycznego centrum, uczestniczy w automatycznej regulacji częstotliwości i przepływów mocy, a także w pokrywaniu dobowych obciążeń szczytowych.

Jak powiedział Igor Ryapin, szef wydziału Stowarzyszenia „Społeczności Konsumentów Energii” na konferencji „Nowa Energia”: Internet Energii, zorganizowanej przez Centrum Energetyczne Szkoły Biznesu Skolkovo, zainstalowana moc wszystkich hydroakumulatorów na świecie wynosi około 140 GW, do zalet tej technologii należy zaliczyć dużą liczbę cykli oraz długi okres eksploatacji, sprawność to około 75-85%. Jednak instalacja akumulatorów hydraulicznych wymaga specjalnych warunków geograficznych i jest kosztowna.

Magazynowanie energii sprężonym powietrzem

Ten sposób magazynowania energii jest w zasadzie podobny do hydrogeneracji – jednak zamiast wody do zbiorników pompowane jest powietrze. Za pomocą silnika (elektrycznego lub innego) powietrze jest pompowane do akumulatora. Aby uzyskać energię, sprężone powietrze jest uwalniane i obraca turbinę.

Wadą tego rodzaju magazynowania jest niska sprawność, wynikająca z faktu, że część energii podczas sprężania gazu jest przekształcana w formę termiczną. Sprawność wynosi nie więcej niż 55%, do racjonalnego wykorzystania magazyn wymaga dużo taniej energii elektrycznej, więc w tej chwili technologia jest wykorzystywana głównie do celów eksperymentalnych, całkowita moc zainstalowana na świecie nie przekracza 400 MW.

Stopiona sól do magazynowania energii słonecznej

Stopiona sól długo zatrzymuje ciepło, dlatego umieszcza się ją w elektrowniach słonecznych, gdzie setki heliostatów (duże zwierciadła skupione w słońcu) zbierają ciepło światła słonecznego i podgrzewają znajdujący się w środku płyn - w postaci stopionej soli. Następnie trafia do zbiornika, gdzie za pomocą generatora pary napędza turbinę, dzięki czemu wytwarzany jest prąd. Jedną z zalet jest to, że stopiona sól działa w wysokiej temperaturze - ponad 500 stopni Celsjusza, co przyczynia się do wydajnej pracy turbiny parowej.

Technologia ta pomaga wydłużyć godziny pracy, czy ogrzać pomieszczenia i wieczorem dostarczyć prąd.

Podobne technologie są stosowane w Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park, największej na świecie sieci elektrowni słonecznych, zjednoczonych w jednym miejscu w Dubaju.

Przepływowe układy redoks

Baterie przepływowe to ogromny pojemnik z elektrolitem, który przechodzi przez membranę i wytwarza ładunek elektryczny. Elektrolitem może być wanad, a także roztwory cynku, chloru lub słonej wody. Są niezawodne, łatwe w obsłudze i mają długą żywotność.

Przy braku projektów komercyjnych łączna moc zainstalowana wynosi 320 MW, głównie w ramach projektów badawczych. Głównym plusem jest jak dotąd jedyna technologia na bateriach z długoterminową wydajnością energetyczną - ponad 4 godziny. Wśród wad są nieporęczne i brak technologii recyklingu, co jest powszechnym problemem dla wszystkich baterii.

Niemiecka elektrownia EWE planuje zbudować największą na świecie baterię przepływową o mocy 700 MWh w Niemczech w jaskiniach, w których kiedyś przechowywano gaz ziemny, informuje Clean Technica.

Baterie tradycyjne

Są to akumulatory podobne do tych spotykanych w laptopach i smartfonach, tyle że rozmiarów przemysłowych. Tesla dostarcza takie akumulatory do elektrowni wiatrowych i słonecznych, a Daimler używa do tego starych akumulatorów samochodowych.

Sklepienia termiczne

Nowoczesny dom wymaga chłodzenia – zwłaszcza w regionach o gorącym klimacie. Zasobniki termiczne pozwalają w nocy zamrozić zmagazynowaną w zbiornikach wodę, w ciągu dnia lód topi się i schładza dom, bez stosowania znanego wszystkim drogiego klimatyzatora i niepotrzebnych kosztów energii.

Kalifornijska firma Ice Energy opracowała kilka takich projektów. Ich pomysł polega na tym, że lód jest wytwarzany tylko podczas pozaszczytowych obciążeń mocy, a następnie, zamiast zużywać dodatkową energię elektryczną, lód jest używany do chłodzenia pomieszczeń.

Ice Energy współpracuje z australijskimi firmami, aby wprowadzić na rynek technologię akumulatorów lodowych. W Australii, ze względu na aktywne słońce, rozwinęło się wykorzystanie paneli słonecznych. Połączenie słońca i lodu zwiększy ogólną efektywność energetyczną i zrównoważony rozwój domów.

Koło zamachowe

Super koło zamachowe to napęd bezwładnościowy. Zgromadzoną w nim energię kinetyczną ruchu można zamienić na energię elektryczną za pomocą dynama. Gdy istnieje zapotrzebowanie na energię elektryczną, konstrukcja wytwarza energię elektryczną poprzez spowolnienie koła zamachowego.