電力会社や産業企業が再生可能エネルギーの利用拡大を目指す中、グリッドスケールのバッテリー市場は急速に拡大しています。リチウムイオン技術の代替品は、環境、労働、安全面でのメリットをもたらす可能性があります。また、これらの新しい化学物質は、リチウムが十分に対応できない電力網や産業用途などの市場でも機能する可能性があります。
「長期貯蔵の市場は今まさに台頭しつつあると思います」と、レッドフロー社の最高商務責任者兼北米社長のマーク・ヒギンズ氏は語る。「当社が取り組んでいるプロジェクトの種類や規模は、非常に急速に拡大しています。これまでに世界中で約 270 件のプロジェクトを展開してきました。そのほとんどは小規模なオフグリッドまたはリモートグリッド システムです。現在、私たちが目にしているのは、グリッド接続型のプロジェクトです。」
「需要は日々増加しているようだ」とCMBlu Energyの社長ジョバンニ・ダマート氏は語った。メディアはこの分野の成長を大いに予測している。「私たちはこの分野で活躍し、可能な限り多くの容量を提供できる機会にとても興奮している」
新たな産業市場も活発化している。化学工場、製鉄工場、金属加工工場では、バッテリーの火災の危険性のため、これまで再生可能エネルギーをうまく導入できていないと、アルシム・エナジーの共同創業者兼CEOのムケシュ・チャッター氏は語る。「これらの工場ではすでに大量の熱が発生しており、そもそも火災の危険性もあるため、可燃性のバッテリーを導入するべきではない」
チャッター氏は、長期エネルギー貯蔵の定義は業界団体の間で合意されていないと述べた。それでも、この市場向けの貯蔵を開発している潜在的な競合企業は数多く存在する。ここでは、Redflow、CMBlu Energy、および BASF Stationary Energy Storage について見ていくことにする。
亜鉛臭素電池
ヒギンズ氏によると、レッドフローは2010年から亜鉛臭素フロー電池を製造している。これらの電池は、リチウムイオン電池に必要な重要な鉱物を必要としない。これらの鉱物は、危険な労働慣行や地政学的リスクのある地域から調達されることもある。これらの亜鉛臭素電池用の鉱物は、手頃な価格で入手しやすい。
国際フロー電池フォーラムのウェブサイトによると、フロー電池にはタンクからセルに流れる液体または気体の電解質が含まれています。
電気エネルギーと蓄積された化学エネルギー間のエネルギーの相互変換は、電気化学セルで行われます。これは、多孔質膜またはイオン交換膜で分離された 2 つの半セルで構成されています。バッテリーは、熱可塑性プラスチックや炭素ベースの材料など、低コストで入手しやすい材料で構築できます。バッテリーの多くの部品はリサイクル可能です。電解質は回収して再利用できるため、所有コストが低くなります。
これらを製造することは、他のバッテリーとはかなり異なります。「当社の製造プロセスは、リチウムイオン バッテリーのような電子機器の製造プロセスよりも、自動車の製造プロセスに非常に似ていると言えます」とヒギンズ氏は言います。「基本的には、プラスチック タンク、ポンプ、ファン、チューブでできたバッテリーを組み立てています。フロー バッテリーなので、システム内を流れる液体は、セルを含む電気スタックを通過します。この電気スタックには、レッドフローの知的財産のほとんどが存在します。バッテリーの残りの部分はすべて、ほぼどこでも入手できる部品です。」
充電と放電は電気スタック内で行われる。スタック内では、充電プロセス中に亜鉛が炭素表面にメッキされる。そして、放電プロセス中に亜鉛が液体に溶解される、とヒギンズ氏は述べた。
ヒギンズ氏は、亜鉛臭素電解質は石油・ガス業界で長年使用されてきた工業用化学物質から作られていると付け加えた。
このバッテリーは発火せず、すべての部品はリサイクル可能であるとヒギンズ氏は Ars に語った。「リチウムイオン バッテリーに含まれる有毒物質は一切使用していません。」電解液は他のバッテリーで再利用できる。汚染されている場合は、石油およびガス業界で使用できる。バッテリーが漏れても、内容物はすぐに中和されるため、その後は危険ではない。
「現在、当社はタイでバッテリーを製造しています」とヒギンズ氏は言う。「工程と賃金はすべて公正な賃金であり、関連する環境基準と労働基準をすべて遵守しています。」臭素の最大の供給源は死海または米国内です。亜鉛は北欧、米国、またはカナダから来ています。
バッテリーは通常、消耗したり故障した部品を交換する年間メンテナンス プログラムを使用しますが、これは他の多くのタイプのバッテリーでは不可能です。ヒギンズ氏は、2 ～ 4 年後には、この技術はコスト面で「リチウムイオンと完全に競合する」ようになると予測しています。政府からの助成金が商業化プロセスの支援に役立っています。