ప్రపంచంలో వేసిన బ్యాటరీ
MIT spinout అయిన Fourth Power, సుమారు 4,350 డిగ్రీల ఫారెన్హీట్కు పెంచిన పెద్ద కార్బన్ బ్లాక్లలో విద్యుత్ను ఉష్ణంగా నిల్వ చేసే వాణిజ్య థర్మల్ బ్యాటరీని ప్రారంభించడానికి సిద్ధంగా ఉంది — ఇది సూర్యుని ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత యొక్క దాదాపు సగం. MIT ఉష్ణ బదిలీ ప్రొఫెసర్ Asegun Henry చేత అభివృద్ధి చేయబడిన ఈ సాంకేతికత, దీర్ఘ-వ్యవధి అనువర్తనాల కోసం లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే గణనీయమైన ఖర్చు మరియు వ్యవధి ప్రయోజనాలను అందించే గ్రిడ్-స్కేల్ శక్తి నిల్వకు ఒక ప్రాథమికంగా భిన్నమైన విధానాన్ని సూచిస్తుంది.
కంపెనీ పేరు Stefan-Boltzmann చట్టం నుండి వచ్చింది: ఈ విపరీత ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఉష్ణతను రెట్టింపు చేయడం свет్ అవుట్పుట్ను 16 యొక్క గుణకారం ద్వారా పెంచుతుంది — నాల్గవ శక్తికి — thermophotovoltaic కణాల ద్వారా ఉష్ణతను విద్యుత్గా తిరిగి మార్చే సామర్థ్యం యొక్క సామర్థ్యాన్ని నాటకీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది।
థర్మల్ ఎనర్జీ నిల్వ ఎలా పనిచేస్తుంది
సిస్టమ్ సంభావ్యంగా సరళమైన కానీ సాంకేతికంగా డిమాండ్ సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది. విద్యుత్ అందుబాటులో ఉన్నప్పుడు — పగటిపూట సూర్యుడు ప్యానెల్ల నుండి, లేదా గాలి టర్బైన్ల నుండి సంధ్యా గంటల సమయంలో — ఇది విద్యుత్ నిరోధకత ద్వారా కార్బన్ బ్లాక్లను వేడిచేస్తుంది. కార్బన్ ఇన్సులేటెడ్ ఎన్క్లోజర్లో నిర్వహించబడుతుంది, ఇక్కడ ఇది ఉష్ణ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది, రోజుకు దాదాపు ఒక శాతం నష్టాలు మాత్రమే।
విద్యుత్ అవసరమైనప్పుడు, వేడిగా ఉన్న కార్బన్ బ్లాక్లు తీవ్ర ఉష్ణ శక్తిని విడుదల చేస్తాయి. ఈ వికిరణం thermophotovoltaic కణాల ద్వారా సంగ్రహించబడుతుంది — ఉష్ణ వికిరణాన్ని విద్యుత్గా మార్చే ప్రత్యేక సెమీకండక్టర్లు, సూర్యుడు ప్యానెల్ల మాదిరిగా ఉష్ణ శక్తి కోసం పనిచేస్తాయి. TPV కణాలు 40 శాతం కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యంలో వికిరణాన్ని విద్యుత్గా మార్చుకుంటాయి, ఇది Henry యొక్క సిబ్బంది ప్రయోగశాల పరిస్థితుల్లో ప్రదర్శించిన రికార్డ్. కార్బన్ బ్లాక్లకు మరియు TPV కణాలకు మధ్య ఉష్ణ బదిలీ కరిగిన టిన్ పంపుల సిస్టమ్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది — 2017లో Henry కి Guinness World Record సంపాదించిన ఆవిష్కరణ అది।
లోహకు బదులుగా కార్బన్ బ్లాక్లు ఎందుకు
నిల్వ మాధ్యమం వలె గ్రాఫిట్ కార్బన్ ఎంపిక సిస్టమ్ ఆర్థిక వ్యవస్థకు కేంద్రీయమైనది. చాలా ఉష్ణ నిల్వ విధానాలు ఇనుము లేదా అల్యూమినియం వంటి లోహాలను ఉపయోగిస్తాయి, అవి ఎత్తైన-సామర్థ్య మార్పుకు అవసరమైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఖరీదైనవి మరియు నిర్మాణాత్మకంగా సవాలుతో ఉన్నాయి. గ్రాఫిట్ తీవ్ర ఉష్ణताను కరిగిపోవచ్చు లేదా నిరోధకత లేకుండా తట్టుకోగలదు, కరిగిన టిన్ ఉష్ణ బదిలీ ద్రవం యొక్క ఎటువంటి ప్రతిచర్య లేదు, మరియు ముడి పదార్థం వలె సమృద్ధంగా మరియు సాపేక్షంగా చవకైనది।
ఈ పదార్థ ప్రయోజనం Fourth Power ను వాణిజ్య నిపుణతల వద్ద లిథియం-అయాన్ కంటే గణనీయంగా తక్కువ నిల్వ ఖర్చులను లక్ష్యంగా చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. కంపెనీ వాణిజ్య నిపుణతల వద్ద దాని సాంకేతికత లిథియం-అయాన్ ఖర్చుకు కంటే చాలా తక్కువ వాటిలో దీర్ఘ-వ్యవధి నిల్వ అందించగలదని అంచనా వేస్తుంది — విజ్ఞాన సేవా గ్రిడ్-స్కేల్ మార్కెట్లో క్రిటికల్, ఇక్కడ వ్యవధి రౌండ్-ట్రిప్ సామర్థ్య వలె ముఖ్యమైనది।
దీర్ఘ-వ్యవధి నిల్వ విరామం
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు స్వల్పకాల గ్రిడ్ నిల్వను పరిణామం చేశాయి — నবీకరణీయ విచక్షణ నుండి సున్నితమైన చేయడానికి రెండు నుండి నాలుగు గంటల విద్యుత్ నిల్వ అవసరమైన సిస్టమ్లు. కానీ గ్రిడ్ ఈ మేరకు సూర్యుడు మరియు గాలి శక్తిపై ఆధారపడుతుంటే, పూర్వ-నిర్ణయ తక్కువ తరం కాలాలను కవర్ చేసే నిల్వ కోసం చేయకూడని చేయడం పెరుగుతోంది. Fourth Power యొక్క సిస్టమ్ ఈ విరామానికి నిర్దిష్టంగా ఆకారపట్టింది: ఒక ఆధారిక కాన్ఫిగరేషన్ 10 గంటల నిల్వ అందిస్తుంది, మరియు అదనపు నిల్వ మాడ్యూల్లను జోడించడం వ్యవధిని సరళంగా విస్తరించుకుంటుంది. ఫుల్-స్కేల్ ఇన్స్టలేషన్ 25 megawatts శక్తి మరియు 250 megawatt-hours నిల్వ అందిస్తుంది।
కంపెనీ 2026 చివరిలో ఒక-megawatt-hour పైలట్ సిస్టమ్ను ప్రదర్శించడానికి ప్లాన్ చేస్తుంది, సాంకేతికత స్కేల్లో ధృవీకరించబడినందున పూర్ణ వాణిజ్య నిపుణతలు అనుసరిస్తాయి. డెమోన్స్ట్రేషన్ ప్రకటిత ఖర్చులు మరియు సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారిస్తే, ఈ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉష్ణ శక్తి నిల్వ సీజన్లు మరియు వాతావరణ నమూనాల్లో నవీకరణీయ శక్తిని నిర్ভరమైనదిగా చేసే సంక్షేమం భాగం అవుతుంది — సుపరిశ్రమ శక్తి పరివర్తనకు కేంద్రీయ సవాలుగా ఉన్న intermittency సమస్యకు దీర్ఘకాలంగా కోసిన సమाधान।
ఈ కథనం Interesting Engineering ద్వారా రిపోర్టింగ్ ఆధారంగా ఉంది. అసలు కథనం చదవండి.
Originally published on interestingengineering.com
