משרד האנרגיה האמריקאי מקצה 125 מיליון דולר לטכנולוגיית סוללות

הודעת המימון, שפורטה בהודעה של משרד האנרגיה, מדגישה את הצורך הדחוף בפתרונות אחסון אנרגיה מתקדמים כדי להתמודד עם הביקוש הגובר לטכנולוגיות סוללות בטוחות, יעילות וחסכוניות יותר. יישומים מתפתחים, במיוחד בתחבורה ואחסון ברשת החשמל, מחייבים קיבולות אחסון אנרגיה גבוהות יותר, אמצעי בטיחות משופרים וגיוון של חומרי גלם המשמשים בייצור סוללות כדי להפחית את הסיכונים בשרשרת האספקה.

ברית המחקר לאגירת אנרגיה (ESRA)

ברית המחקר לאגירת אנרגיה (ESRA), בראשות המעבדה הלאומית ארגון, מאגדת כ-50 חוקרים משלוש מעבדות לאומיות ו-12 אוניברסיטאות. משימתם היא לחקור את מדעי הסוללות באופן יסודי כדי להתמודד עם אתגרים קיימים, כולל בטיחות, צפיפות אנרגיה גבוהה ופיתוח סוללות ארוכות טווח מחומרים זמינים וזולים.

השאיפה העיקרית של ESRA היא לדחוף את גבולות מדע אחסון האנרגיה, ולטפח חדשנות טכנולוגית שתחזק את התחרותיות הכלכלית של ארה"ב.

שירלי מנג, מנהלת ESRA, הדגישה את הצורך הדחוף בהתקני אחסון אנרגיה בעלי ביצועים גבוהים, בעלות נמוכה וברי קיימא, במטרה להשפיע על הפחתת פליטות פחמן עמוקה בתחבורה כבדה וברשת החשמל. מנג, שהיא גם המדענית הראשית במרכז השיתופי ארגון למדעי אחסון אנרגיה ופרופסורית בבית הספר פריצקר להנדסה מולקולרית באוניברסיטת שיקגו, הדגישה כי מעבר ליכולות של טכנולוגיית ליתיום-יון הנוכחית מחייב מחקר פורץ דרך המעוגן במדע בסיסי. היא אמרה: "הביקוש להתקני אחסון אנרגיה בעלי ביצועים גבוהים, בעלות נמוכה וברי קיימא נמצא במגמת עלייה, במיוחד כאלה עם פוטנציאל להפחית פליטות פחמן עמוקות בתחבורה כבדה וברשת החשמל."

בריאן מקלוסקי, סגן מנהל תחום הדחפים המדעיים ב-ESRA ומהנדס סגל במעבדת ברקלי, הוסיף כי ESRA שואפת לטפח מערכת אקולוגית התורמת לחדשנות מהירה, תוך צמצום הפער בין גילוי בסיסי לפריסת טכנולוגיה. מרכיב חיוני באסטרטגיה של ESRA כרוך בהכשרת כוח אדם מגוון ועתידי המצויד לדרישות הייצור העתידיות באמצעות שותפויות עם התעשייה, האקדמיה והממשלה. הוא אמר: "ESRA יוצרת מערכת אקולוגית למחקר אגירת אנרגיה במטרה לחדש במהירות, לקצר את הזמן בין גילוי בסיסי לפיתוח טכנולוגיה ולהכשיר את כוח העבודה של הדור הבא."

הקואליציה, הכוללת מוסדות כמו אוניברסיטת קולומביה, MIT ואוניברסיטת מישיגן, בין היתר, תשתתף באופן פעיל בכל היבטי המחקר המדעי, הממשל והפיתוח האסטרטגי.

קונסורציום סוללות מימיות (ABC)

במקביל, אוניברסיטת סטנפורד מובילה את קונסורציום הסוללות המימיות (ABC), המתמקד בפיתוח סוללה מימית חדשנית המבטיחה להיות גם בטוחה לסביבה וגם חסכונית. טכנולוגיית הסוללות החדשה הזו, שצפויה להתגאות בצפיפות אנרגיה גבוהה יותר מסוללות עופרת-חומצה הנוכחיות ולעלות פוטנציאלית רק עשירית מסוללות ליתיום-יון עכשוויות, שואפת להתגבר על אתגרים ארוכי טווח כמו מתח נמוך, צפיפות אנרגיה וקורוזיה.

לינדה נזאר, המדענית הראשית של הפרויקט ופרופסורית באוניברסיטת ווטרלו, ציינה את המחסומים המתמשכים העומדים בפני פיתוח סוללות מימיות, כולל קורוזיה של חומרים וכשל תאים בתנאים מעשיים. "המחסומים לסוללה מימית חדשה שכזו עיכבו ממציאים במשך שנים", ציינה.

יי קוי, מנהל הפרויקט ופרופסור בסטנפורד, הדגיש את הצורך ביצירת פתרונות אחסון אנרגיה במחירים נוחים בקנה מידה של רשת החשמל, המסוגלים לפעול באופן אמין לטווח ארוך, במיוחד בעידן הנשלט על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים לסירוגין כמו אנרגיית שמש ואנרגיית רוח.

 קונסורציום הסוללות המימיות, המנוהל על ידי מכון פריקורט לאנרגיה של סטנפורד, מאגד 31 מדעני סוללות, מהנדסים ופיזיקאים מובילים ממוסדות ברחבי צפון אמריקה, כולל SLAC, מספר קמפוסים של אוניברסיטת קליפורניה, אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט, ומעבדות המחקר של צבא ארה"ב והצי. שיתוף הפעולה שלהם יכסה תכנון וסינתזה של חומרים, תיאוריה וסימולציה, ואפיון אב טיפוס של התקנים.

צוותי המחקר יחקרו היבטים שונים של טכנולוגיית הסוללות, כולל האלקטרוליט, חומרי האלקטרודות וארכיטקטורת המכשיר הכוללת, מתוך חזון לייצר סוללות שלא רק פועלות ביעילות אלא גם נטענות ומתרוקנות במהירות, תוך כדי שהן כדאיות מבחינה כלכלית.

הקצאת 125 מיליון דולר של משרד האנרגיה והאנרגיה, המחולקת שווה בשווה בין שני המרכזים על פני עד חמש שנים, יוצרת מסגרת איתנה למחקר טרנספורמטיבי בתחום אחסון אנרגיה.