इस ऊर्जा भंडारण तकनीक ने 2022 ईयू बेस्ट इनोवेशन अवार्ड जीता, जो लिथियम-आयन बैटरी से 40 गुना सस्ता है

माध्यम के रूप में सिलिकॉन और फेरोसिलिकॉन का उपयोग करके थर्मल ऊर्जा भंडारण 4 यूरो प्रति किलोवाट-घंटे से कम की लागत पर ऊर्जा का भंडारण कर सकता है, जो कि 100 गुना है

वर्तमान निश्चित लिथियम-आयन बैटरी से सस्ता है।कंटेनर और इन्सुलेशन परत जोड़ने के बाद, कुल लागत लगभग 10 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा हो सकती है,

जो 400 यूरो प्रति किलोवाट घंटे की लिथियम बैटरी से काफी सस्ता है।

नवीकरणीय ऊर्जा का विकास, नई ऊर्जा प्रणालियों का निर्माण और ऊर्जा भंडारण का समर्थन एक बाधा है जिसे दूर किया जाना चाहिए।

बिजली की आउट-ऑफ-द-बॉक्स प्रकृति और फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन की अस्थिरता आपूर्ति और मांग बनाती है

बिजली का कभी-कभी बेमेल।वर्तमान में, इस तरह के विनियमन को स्थिरता प्राप्त करने के लिए कोयला और प्राकृतिक गैस बिजली उत्पादन या जल विद्युत द्वारा समायोजित किया जा सकता है

और शक्ति का लचीलापन।लेकिन भविष्य में, जीवाश्म ऊर्जा की वापसी और नवीकरणीय ऊर्जा में वृद्धि के साथ, सस्ते और कुशल ऊर्जा भंडारण

विन्यास कुंजी है।

ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी मुख्य रूप से भौतिक ऊर्जा भंडारण, विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण, तापीय ऊर्जा भंडारण और रासायनिक ऊर्जा भंडारण में विभाजित है।

जैसे यांत्रिक ऊर्जा भंडारण और पंप भंडारण भौतिक ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी से संबंधित हैं।इस ऊर्जा भंडारण विधि की अपेक्षाकृत कम कीमत है और

उच्च रूपांतरण दक्षता, लेकिन परियोजना अपेक्षाकृत बड़ी है, भौगोलिक स्थिति से विवश है, और निर्माण अवधि भी बहुत लंबी है।ऐसा करना कठिन है

केवल पंप किए गए भंडारण द्वारा नवीकरणीय ऊर्जा शक्ति की चरम शेविंग मांग के अनुकूल होना।

वर्तमान में, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण लोकप्रिय है, और यह दुनिया में सबसे तेजी से बढ़ती नई ऊर्जा भंडारण तकनीक भी है।विद्युत रासायनिक ऊर्जा

भंडारण मुख्य रूप से लिथियम-आयन बैटरी पर आधारित है।2021 के अंत तक, दुनिया में नई ऊर्जा भंडारण की संचयी स्थापित क्षमता 25 मिलियन से अधिक हो गई है

किलोवाट, जिनमें से लिथियम-आयन बैटरी की बाजार हिस्सेदारी 90% तक पहुंच गई है।यह इलेक्ट्रिक वाहनों के बड़े पैमाने पर विकास के कारण है, जो एक प्रदान करता है

लिथियम आयन बैटरी पर आधारित विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण के लिए बड़े पैमाने पर व्यावसायिक अनुप्रयोग परिदृश्य।

हालाँकि, लिथियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण तकनीक, एक प्रकार की ऑटोमोबाइल बैटरी के रूप में, कोई बड़ी समस्या नहीं है, लेकिन जब यह आती है तो कई समस्याएं होंगी

ग्रिड-स्तरीय दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण का समर्थन करना।एक सुरक्षा और लागत की समस्या है।यदि लिथियम आयन बैटरी को बड़े पैमाने पर ढेर कर दिया जाए, तो लागत कई गुना बढ़ जाएगी,

और गर्मी संचय के कारण होने वाली सुरक्षा भी एक बड़ा छिपा हुआ खतरा है।दूसरा यह है कि लिथियम संसाधन बहुत सीमित हैं, और इलेक्ट्रिक वाहन पर्याप्त नहीं हैं,

और दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता को पूरा नहीं किया जा सकता।

इन यथार्थवादी और जरूरी समस्याओं को कैसे हल करें?अब कई वैज्ञानिकों ने थर्मल एनर्जी स्टोरेज टेक्नोलॉजी पर फोकस किया है।में सफलता मिली है

प्रासंगिक प्रौद्योगिकियों और अनुसंधान।

नवंबर 2022 में, यूरोपीय आयोग ने "ईयू 2022 इनोवेशन रडार अवार्ड" की पुरस्कार विजेता परियोजना की घोषणा की, जिसमें "एमेडियस"

स्पेन में मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की टीम द्वारा विकसित बैटरी प्रोजेक्ट ने 2022 में ईयू बेस्ट इनोवेशन अवार्ड जीता।

"एमेडियस" एक क्रांतिकारी बैटरी मॉडल है।यह परियोजना, जिसका उद्देश्य नवीकरणीय ऊर्जा से बड़ी मात्रा में ऊर्जा का भंडारण करना है, को यूरोपीय द्वारा चुना गया था

2022 में सर्वश्रेष्ठ आविष्कारों में से एक के रूप में आयोग।

स्पैनिश वैज्ञानिक टीम द्वारा डिजाइन की गई इस तरह की बैटरी थर्मल ऊर्जा के रूप में सौर या पवन ऊर्जा अधिक होने पर उत्पन्न होने वाली अतिरिक्त ऊर्जा को संग्रहित करती है।

इस ऊष्मा का उपयोग किसी सामग्री को 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म करने के लिए किया जाता है (इस परियोजना में सिलिकॉन मिश्र धातु का अध्ययन किया गया है)।सिस्टम में एक विशेष कंटेनर होता है

थर्मल फोटोवोल्टिक प्लेट अंदर की ओर है, जो बिजली की मांग अधिक होने पर संग्रहीत ऊर्जा का हिस्सा जारी कर सकती है।

शोधकर्ताओं ने प्रक्रिया को समझाने के लिए एक सादृश्य का उपयोग किया: "यह सूरज को एक डिब्बे में डालने जैसा है।"उनकी योजना ऊर्जा भंडारण में क्रांति ला सकती है।करने की अपार क्षमता है

इस लक्ष्य को प्राप्त किया है और जलवायु परिवर्तन से निपटने में एक महत्वपूर्ण कारक बन गया है, जो "एमेडियस" परियोजना को प्रस्तुत की गई 300 से अधिक परियोजनाओं से अलग बनाता है।

और ईयू बेस्ट इनोवेशन अवार्ड जीता।

ईयू इनोवेशन राडार अवार्ड के आयोजक ने समझाया: "मूल्यवान बिंदु यह है कि यह एक सस्ती प्रणाली प्रदान करता है जो एक के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है।"

लंबे समय तक।इसमें उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च समग्र दक्षता है, और पर्याप्त और कम लागत वाली सामग्री का उपयोग करता है।यह एक मॉड्यूलर प्रणाली है, व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, और प्रदान कर सकती है

मांग पर स्वच्छ गर्मी और बिजली।

तो, यह तकनीक कैसे काम करती है?भविष्य के अनुप्रयोग परिदृश्य और व्यावसायीकरण की संभावनाएँ क्या हैं?

सीधे शब्दों में कहें तो, यह प्रणाली सस्ती धातुओं को पिघलाने के लिए आंतरायिक नवीकरणीय ऊर्जा (जैसे सौर ऊर्जा या पवन ऊर्जा) द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त शक्ति का उपयोग करती है,

जैसे सिलिकॉन या फेरोसिलिकॉन, और तापमान 1000 ℃ से अधिक है।सिलिकॉन मिश्र धातु अपनी संलयन प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहित कर सकती है।

इस प्रकार की ऊर्जा को "गुप्त ऊष्मा" कहते हैं।उदाहरण के लिए, एक लीटर सिलिकॉन (लगभग 2.5 किग्रा) 1 किलोवाट-घंटे (1 किलोवाट-घंटा) से अधिक ऊर्जा को किस रूप में संग्रहीत करता है?

गुप्त ऊष्मा की, जो वास्तव में 500 बार दबाव पर एक लीटर हाइड्रोजन में निहित ऊर्जा है।हालांकि, हाइड्रोजन के विपरीत, सिलिकॉन को वायुमंडलीय के तहत संग्रहीत किया जा सकता है

दबाव, जो सिस्टम को सस्ता और सुरक्षित बनाता है।

सिस्टम की कुंजी यह है कि संग्रहीत गर्मी को विद्युत ऊर्जा में कैसे परिवर्तित किया जाए।जब सिलिकॉन 1000 ºC से अधिक तापमान पर पिघलता है, तो यह सूरज की तरह चमकता है।

इसलिए, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग उज्ज्वल गर्मी को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है।

तथाकथित थर्मल फोटोवोल्टिक जनरेटर एक लघु फोटोवोल्टिक उपकरण की तरह है, जो पारंपरिक सौर ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में 100 गुना अधिक ऊर्जा पैदा कर सकता है।

दूसरे शब्दों में, यदि एक वर्ग मीटर का सौर पैनल 200 वाट का उत्पादन करता है, तो एक वर्ग मीटर का थर्मल फोटोवोल्टिक पैनल 20 किलोवाट का उत्पादन करेगा।और न केवल

शक्ति, लेकिन रूपांतरण दक्षता भी अधिक है।थर्मल फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की दक्षता 30% से 40% के बीच होती है, जो तापमान पर निर्भर करती है

ऊष्मा स्रोत का।इसके विपरीत, वाणिज्यिक फोटोवोल्टिक सौर पैनलों की दक्षता 15% से 20% के बीच है।

परंपरागत थर्मल इंजनों के बजाय थर्मल फोटोवोल्टिक जेनरेटर का उपयोग चलने वाले हिस्सों, तरल पदार्थ और जटिल ताप विनिमायकों के उपयोग से बचाता है।इस प्रकार से,

पूरी प्रणाली किफायती, कॉम्पैक्ट और नीरव हो सकती है।

शोध के अनुसार, अव्यक्त थर्मल फोटोवोल्टिक सेल बड़ी मात्रा में अवशिष्ट नवीकरणीय ऊर्जा का भंडारण कर सकते हैं।

परियोजना का नेतृत्व करने वाले एक शोधकर्ता अलेजांद्रो डेटा ने कहा: "इन बिजली का एक बड़ा हिस्सा तब उत्पन्न होगा जब पवन और पवन ऊर्जा उत्पादन में अधिशेष होगा,

इसलिए इसे बिजली बाजार में बहुत कम कीमत पर बेचा जाएगा।इन सरप्लस बिजली को बेहद सस्ते सिस्टम में स्टोर करना बहुत जरूरी है।करना बहुत ही सार्थक है

अतिरिक्त बिजली को गर्मी के रूप में स्टोर करें, क्योंकि यह ऊर्जा को स्टोर करने के सबसे सस्ते तरीकों में से एक है।"

2. यह लिथियम-आयन बैटरी से 40 गुना सस्ती है

विशेष रूप से, सिलिकॉन और फेरोसिलिकॉन 4 यूरो प्रति किलोवाट-घंटे से कम की लागत पर ऊर्जा का भंडारण कर सकते हैं, जो वर्तमान निर्धारित लिथियम-आयन से 100 गुना सस्ता है।

बैटरी।कंटेनर और इन्सुलेशन परत जोड़ने के बाद, कुल लागत अधिक होगी।हालांकि, अध्ययन के अनुसार, यदि सिस्टम काफी बड़ा है, आमतौर पर अधिक

10 मेगावाट घंटे से अधिक, यह संभवतः लगभग 10 यूरो प्रति किलोवाट घंटे की लागत तक पहुंच जाएगा, क्योंकि थर्मल इन्सुलेशन की लागत कुल का एक छोटा सा हिस्सा होगी

प्रणाली की लागत।हालाँकि, लिथियम बैटरी की लागत लगभग 400 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा है।

इस प्रणाली के सामने एक समस्या यह है कि संग्रहीत गर्मी का केवल एक छोटा सा हिस्सा वापस बिजली में परिवर्तित हो जाता है।इस प्रक्रिया में रूपांतरण दक्षता क्या है?कैसे करें

शेष ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग प्रमुख समस्या है।

हालांकि, टीम के शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि ये कोई समस्या नहीं हैं।यदि सिस्टम काफी सस्ता है, तो केवल 30-40% ऊर्जा के रूप में पुनर्प्राप्त करने की आवश्यकता होती है

बिजली, जो उन्हें लिथियम-आयन बैटरी जैसी अन्य महंगी तकनीकों से बेहतर बनाएगी।

इसके अलावा, शेष 60-70% ताप बिजली में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है, कोयले और प्राकृतिक को कम करने के लिए सीधे इमारतों, कारखानों या शहरों में स्थानांतरित किया जा सकता है।

गैस का उपभोग।

वैश्विक ऊर्जा मांग के 50% से अधिक और वैश्विक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के 40% के लिए गर्मी जिम्मेदार है।इस प्रकार, हवा या फोटोवोल्टिक ऊर्जा को अव्यक्त में संग्रहित करना

थर्मल फोटोवोल्टिक सेल न केवल बहुत अधिक लागत बचा सकते हैं, बल्कि नवीकरणीय संसाधनों के माध्यम से बाजार की भारी गर्मी की मांग को भी पूरा कर सकते हैं।

3. चुनौतियां और भविष्य की संभावनाएं

सिलिकॉन मिश्र धातु सामग्री का उपयोग करने वाली मैड्रिड यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी की टीम द्वारा डिज़ाइन की गई नई थर्मल फोटोवोल्टिक थर्मल स्टोरेज तकनीक में है

सामग्री लागत, थर्मल भंडारण तापमान और ऊर्जा भंडारण समय में लाभ।सिलिकॉन पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है।लागत

प्रति टन सिलिका सैंड केवल 30-50 डॉलर है, जो पिघले हुए नमक सामग्री का 1/10 है।इसके अलावा, सिलिका सैंड का थर्मल स्टोरेज तापमान अंतर

कण पिघले हुए नमक की तुलना में बहुत अधिक होते हैं, और अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 1000 ℃ से अधिक तक पहुँच सकता है।उच्च ऑपरेटिंग तापमान भी

फोटोथर्मल बिजली उत्पादन प्रणाली की समग्र ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में मदद करता है।

दातुस की टीम थर्मल फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की क्षमता को देखने वाली अकेली नहीं है।उनके दो शक्तिशाली प्रतिद्वंद्वी हैं: प्रतिष्ठित मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ

प्रौद्योगिकी और कैलिफोर्निया स्टार्ट-अप एंटोला एनर्जी।उत्तरार्द्ध भारी उद्योग में उपयोग की जाने वाली बड़ी बैटरी के अनुसंधान और विकास पर केंद्रित है (एक बड़ी

जीवाश्म ईंधन उपभोक्ता), और इस साल फरवरी में शोध पूरा करने के लिए US $50 मिलियन प्राप्त किए।बिल गेट्स के ब्रेकथ्रू एनर्जी फंड ने कुछ प्रदान किया

निवेशित राशि।

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने कहा कि उनका थर्मल फोटोवोल्टिक सेल मॉडल गर्मी के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का 40% पुन: उपयोग करने में सक्षम है।

प्रोटोटाइप बैटरी की आंतरिक सामग्री।उन्होंने समझाया: "यह थर्मल ऊर्जा भंडारण की अधिकतम दक्षता और लागत में कमी का मार्ग बनाता है,

पावर ग्रिड को डीकार्बोनाइज करना संभव बनाता है।"

मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की परियोजना ऊर्जा के प्रतिशत को मापने में सक्षम नहीं है, लेकिन यह अमेरिकी मॉडल से बेहतर है

एक पहलू में।परियोजना का नेतृत्व करने वाले शोधकर्ता अलेजांद्रो डेटा ने समझाया: "इस दक्षता को प्राप्त करने के लिए, एमआईटी परियोजना को तापमान बढ़ाना चाहिए

2400 डिग्री।हमारी बैटरी 1200 डिग्री पर काम करती है।इस तापमान पर, दक्षता उनकी तुलना में कम होगी, लेकिन हमारे पास गर्मी इन्सुलेशन की समस्या बहुत कम है।

आखिरकार, गर्मी के नुकसान के बिना 2400 डिग्री पर सामग्री को स्टोर करना बहुत मुश्किल है।"

बेशक, इस तकनीक को बाजार में प्रवेश करने से पहले अभी भी बहुत अधिक निवेश की जरूरत है।वर्तमान प्रयोगशाला प्रोटोटाइप में 1 kWh से कम ऊर्जा भंडारण है

क्षमता, लेकिन इस तकनीक को लाभदायक बनाने के लिए, इसे 10 MWh से अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता की आवश्यकता होती है।इसलिए, अगली चुनौती के पैमाने का विस्तार करना है

प्रौद्योगिकी और बड़े पैमाने पर इसकी व्यवहार्यता का परीक्षण करें।इसे हासिल करने के लिए मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ता टीमों का निर्माण कर रहे हैं

इसे संभव बनाने के लिए।