Jabatan Tenaga (DoE) AS telah memperuntukkan $125 juta untuk membiayai dua pasukan Hab Inovasi Tenaga bagi menerajui gelombang pembangunan teknologi bateri yang seterusnya. Inisiatif ini, bertujuan untuk menambah baik had semasa bateri litium-ion, diketuai oleh Argonne National Laboratory dan Stanford University. Langkah itu mencerminkan usaha bersepadu untuk mempercepatkan penyahkarbonan pengangkutan dan meningkatkan integrasi tenaga bersih ke dalam grid elektrik.
Pengumuman pembiayaan, yang diperincikan dalam keluaran DoE, menekankan keperluan mendesak untuk penyelesaian penyimpanan tenaga termaju untuk menangani permintaan yang semakin meningkat untuk teknologi bateri yang lebih selamat, lebih cekap dan kos efektif. Aplikasi baru muncul, terutamanya dalam pengangkutan dan penyimpanan grid, memerlukan kapasiti penyimpanan tenaga yang lebih tinggi, langkah keselamatan yang dipertingkatkan, dan kepelbagaian bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan bateri untuk mengurangkan risiko rantaian bekalan.
Perikatan Penyelidikan Penyimpanan Tenaga (ESRA)
Perikatan Penyelidikan Penyimpanan Tenaga (ESRA), yang diterajui oleh Argonne National Laboratory, menghimpunkan kira-kira 50 penyelidik merentasi tiga makmal kebangsaan dan 12 universiti. Misi mereka adalah untuk meneroka sains bateri secara asas untuk menangani cabaran semasa, termasuk keselamatan, ketumpatan tenaga yang tinggi, dan pembangunan bateri jangka panjang daripada bahan yang mudah didapati dan murah.
Cita-cita utama ESRA adalah untuk mendorong sampul sains penyimpanan tenaga, memupuk inovasi teknologi yang mengukuhkan daya saing ekonomi AS.
Shirley Meng, Pengarah ESRA, menekankan keperluan mendesak untuk peranti penyimpanan tenaga berprestasi tinggi, kos rendah dan mampan dalam usaha ke arah penyahkarbonan mendalam bagi pengangkutan tugas berat dan grid elektrik. Meng, yang juga Ketua Saintis di Pusat Kolaboratif Argonne untuk Sains Penyimpanan Tenaga dan seorang profesor di Sekolah Kejuruteraan Molekul Pritzker Universiti Chicago, menegaskan bahawa mengatasi keupayaan teknologi litium-ion semasa memerlukan penyelidikan terobosan yang berlabuh dalam sains asas. Beliau berkata: "Permintaan untuk peranti storan tenaga berprestasi tinggi, kos rendah dan mampan semakin meningkat, terutamanya yang berpotensi untuk menyahkarbon secara mendalam pengangkutan tugas berat dan grid elektrik."
Bryan McCloskey, Timbalan Pengarah Scientific Thrusts ESRA dan jurutera fakulti di Berkeley Lab, menambah bahawa ESRA bertujuan untuk memupuk ekosistem yang kondusif kepada inovasi pantas, mengurangkan ketinggalan antara penemuan asas dan penggunaan teknologi. Komponen penting dalam strategi ESRA melibatkan latihan tenaga kerja masa depan yang pelbagai yang dilengkapi untuk permintaan pembuatan yang akan datang melalui perkongsian dengan industri, akademik dan kerajaan. Beliau berkata: "ESRA mencipta ekosistem penyelidikan storan tenaga dengan misi untuk berinovasi dengan pantas, memendekkan masa antara penemuan asas dan pembangunan teknologi, dan melatih tenaga kerja generasi akan datang."
Gabungan itu, yang terdiri daripada institusi seperti Universiti Columbia, MIT, dan Universiti Michigan, antara lain, akan mengambil bahagian secara aktif dalam semua aspek penyelidikan saintifik, tadbir urus dan pembangunan strategik.
Konsortium Bateri Berair (ABC)
Secara selari, Universiti Stanford menerajui Konsortium Bateri Akueus (ABC), yang menumpukan pada pembangunan bateri akueus baharu yang menjanjikan keselamatan alam sekitar dan kos efektif. Teknologi bateri baharu ini, yang dijangka mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih tinggi daripada bateri asid plumbum semasa dan berpotensi hanya menelan belanja sepersepuluh daripada bateri litium-ion kontemporari, bertujuan untuk mengatasi cabaran yang telah lama wujud seperti voltan rendah, ketumpatan tenaga dan kakisan.
Linda Nazar, Ketua Saintis projek dan seorang profesor di Universiti Waterloo, menyatakan halangan berterusan yang dihadapi dalam pembangunan bateri akueus, termasuk kakisan bahan dan kegagalan sel dalam keadaan praktikal. "Halangan kepada bateri berair baharu itu telah menghalang pencipta selama bertahun-tahun," katanya.
Yi Cui, Pengarah projek dan seorang profesor di Stanford, menekankan pentingnya mencipta penyelesaian penyimpanan tenaga berskala grid mampu milik yang mampu beroperasi jangka panjang yang boleh dipercayai, terutamanya dalam era yang dikuasai oleh sumber tenaga boleh diperbaharui sekejap-sekejap seperti tenaga solar dan angin.
Konsortium Bateri Berair, yang ditadbir oleh Institut Tenaga Precourt Stanford, menghimpunkan 31 saintis bateri, jurutera dan ahli fizik terkemuka dari institusi di seluruh Amerika Utara, termasuk SLAC, beberapa kampus Universiti California, North Carolina State University dan Makmal Penyelidikan Tentera dan Tentera Laut AS. Usaha kerjasama mereka akan merangkumi reka bentuk dan sintesis bahan, teori dan simulasi, dan pencirian peranti prototaip.
Pasukan penyelidik akan meneroka pelbagai aspek teknologi bateri, termasuk elektrolit, bahan elektrod dan seni bina peranti keseluruhan, dengan visi untuk menghasilkan bateri yang bukan sahaja berfungsi dengan cekap tetapi juga mengecas dan menyahcas dengan pantas sambil berdaya maju dari segi ekonomi.
Peruntukan DoE sebanyak $125 juta, dibahagikan sama rata antara kedua-dua hab selama sehingga lima tahun, menetapkan rangka kerja yang teguh untuk penyelidikan transformatif dalam penyimpanan tenaga.
