ABD Enerji Bakanlığı (DoE), bir sonraki pil teknolojisi geliştirme dalgasına öncülük edecek iki Enerji İnovasyon Merkezi ekibini finanse etmek için 125 milyon dolar ayırdı. Lityum iyon pillerin mevcut sınırlamalarını iyileştirmeyi amaçlayan bu girişim, Argonne Ulusal Laboratuvarı ve Stanford Üniversitesi tarafından yönetiliyor. Bu hareket, ulaşımın karbondan arındırılmasını hızlandırmak ve temiz enerjinin elektrik şebekesine entegrasyonunu artırmak için koordineli bir çabayı yansıtıyor.
DoE duyurusunda ayrıntılı olarak açıklanan finansman duyurusu, daha güvenli, daha verimli ve daha uygun maliyetli pil teknolojilerine yönelik artan talebi karşılamak için gelişmiş enerji depolama çözümlerine olan acil ihtiyacın altını çiziyor. Özellikle ulaşım ve şebeke depolamasındaki ortaya çıkan uygulamalar, tedarik zinciri risklerini azaltmak için daha yüksek enerji depolama kapasiteleri, iyileştirilmiş güvenlik önlemleri ve pil üretiminde kullanılan ham maddelerin çeşitlendirilmesini gerektiriyor.
Enerji Depolama Araştırma İttifakı (ESRA)
Argonne Ulusal Laboratuvarı öncülüğündeki Enerji Depolama Araştırma İttifakı (ESRA), üç ulusal laboratuvar ve 50 üniversiteden yaklaşık 12 araştırmacıyı bir araya getiriyor. Misyonları, güvenlik, yüksek enerji yoğunluğu ve kolayca bulunabilen, ucuz malzemelerden uzun ömürlü pillerin geliştirilmesi gibi yaygın zorlukları ele almak için pil bilimlerini temelden keşfetmektir.
ESRA'nın temel hedefi, enerji depolama biliminin sınırlarını zorlamak ve ABD'nin ekonomik rekabet gücünü güçlendirecek teknolojik yeniliği teşvik etmektir.
ESRA Direktörü Shirley Meng, ağır hizmet tipi ulaşımın ve elektrik şebekesinin derin karbonsuzlaştırılmasına yönelik çabalarda yüksek performanslı, düşük maliyetli ve sürdürülebilir enerji depolama cihazlarına acil ihtiyaç olduğunu vurguladı. Aynı zamanda Argonne Enerji Depolama Bilimi İşbirliği Merkezi'nde Baş Bilim İnsanı ve Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'nda profesör olan Meng, mevcut lityum iyon teknolojisinin yeteneklerini aşmanın temel bilime dayalı çığır açıcı araştırmaları gerektirdiğini vurguladı. Meng şunları söyledi: "Yüksek performanslı, düşük maliyetli ve sürdürülebilir enerji depolama cihazlarına olan talep artıyor, özellikle de ağır hizmet tipi ulaşımı ve elektrik şebekesini derin karbonsuzlaştırma potansiyeli olanlar."
ESRA'nın Bilimsel İtkiler Müdür Yardımcısı ve Berkeley Lab'da fakülte mühendisi olan Bryan McCloskey, ESRA'nın temel keşif ile teknoloji dağıtımı arasındaki gecikmeyi azaltarak hızlı inovasyona elverişli bir ekosistem oluşturmayı hedeflediğini ekledi. ESRA stratejisinin temel bir bileşeni, endüstri, akademi ve hükümetle ortaklıklar yoluyla gelecekteki üretim taleplerine uygun çeşitli, geleceğin iş gücünün eğitilmesini içeriyor. McCloskey şunları söyledi: "ESRA, hızla inovasyon yapma, temel keşif ile teknoloji geliştirme arasındaki süreyi kısaltma ve yeni nesil iş gücünü eğitme misyonuyla bir enerji depolama araştırma ekosistemi yaratıyor."
Columbia Üniversitesi, MIT ve Michigan Üniversitesi gibi kurumların da yer aldığı koalisyon, bilimsel araştırma, yönetim ve stratejik geliştirmenin her aşamasında aktif olarak yer alacak.
Sulu Pil Konsorsiyumu (ABC)
Paralel olarak, Stanford Üniversitesi, hem çevre dostu hem de maliyet açısından etkili olmayı vaat eden yeni bir sulu pil geliştirmeye odaklanan Sulu Pil Konsorsiyumu'na (ABC) liderlik ediyor. Mevcut kurşun-asit pillerden daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olması ve potansiyel olarak çağdaş lityum-iyon pillerin yalnızca onda birine mal olması beklenen bu yeni pil teknolojisi, düşük voltaj, enerji yoğunluğu ve korozyon gibi uzun süredir devam eden zorlukların üstesinden gelmeyi amaçlıyor.
Projenin Baş Bilim İnsanı ve Waterloo Üniversitesi'nde profesör olan Linda Nazar, sulu pil geliştirmede karşılaşılan kalıcı engellere, pratik koşullar altında malzeme korozyonu ve hücre arızası dahil olmak üzere dikkat çekti. "Böyle yeni bir sulu pilin önündeki engeller, mucitleri yıllardır engelledi," diye belirtti.
Projenin yöneticisi ve Stanford Üniversitesi'nde profesör olan Yi Cui, özellikle güneş ve rüzgar enerjisi gibi kesintili yenilenebilir enerji kaynaklarının hakim olduğu bir çağda, güvenilir uzun vadeli işletime sahip, uygun fiyatlı, şebeke ölçeğinde enerji depolama çözümleri yaratmanın zorunluluğunu vurguladı.
Stanford'un Precourt Enerji Enstitüsü tarafından yönetilen Sulu Pil Konsorsiyumu, SLAC, Kaliforniya Üniversitesi kampüsleri, Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi ve ABD Ordusu ve Deniz Araştırma Laboratuvarları dahil olmak üzere Kuzey Amerika'daki kurumlardan 31 önde gelen pil bilimcisini, mühendisini ve fizikçisini bir araya getiriyor. İşbirlikçi çabaları malzeme tasarımı ve sentezi, teori ve simülasyon ve prototip cihaz karakterizasyonunu kapsayacak.
Araştırma ekipleri, yalnızca verimli bir şekilde çalışmakla kalmayıp aynı zamanda ekonomik olarak da uygulanabilirken hızlı bir şekilde şarj ve deşarj olabilen piller üretme vizyonuyla elektrolit, elektrot malzemeleri ve genel cihaz mimarisi dahil olmak üzere pil teknolojisinin çeşitli yönlerini inceleyecek.
Enerji Bakanlığı'nın iki merkez arasında beş yıla kadar eşit şekilde dağıtılacak 125 milyon dolarlık tahsisatı, enerji depolama alanında dönüştürücü araştırmalar için sağlam bir çerçeve oluşturuyor.
