Зеленая энергетика не сможет развиваться без эффективных и экономически выгодных накопителей энергии, которые смогут запасать энергию солнца или ветра и направлять ее в сеть в часы пиковой нагрузки. В некоторых случаях с такой задачей неплохо справляются литиевые аккумуляторы, но они плохо приспособлены для долговременного хранения энергии. Литиевые батареи не любят находиться многие дни и месяцы в полностью заряженном состоянии.

Основателю Form Energy Матео Джарамильо пришло в голову, что, в отличие от смартфонов или электромобилей, накопители энергии для крупных систем резервного питания не ограничены в пространстве и не обязаны быть слишком уж емкими на единицу веса или объема. Главное — цена. Стартап изучил несколько вариантов таких аккумуляторов и остановился на железо-воздушных.

Принцип работы относительно простых железо-воздушных аккумуляторов основан на химии коррозии. При зарядке этих батарей размером со стиральную машину ржавчина — или оксид железа — преобразуется в металлическое железо с выделением кислорода. Если процесс запускается в обратном направлении, выделяется энергия.

Безусловно, реакция протекает медленнее, чем в литиевой батарее: полный цикл разрядки требует около 100 часов, или чуть более четырех суток. Не то, что нужно для электромобилей или смартфонов, но для систем резервного питания городов — в самый раз.

Преимущества железо-воздушных батарей — доступность сырья. Железо прямого восстановления — самая дешевая форма железа из имеющихся, которую раньше широко использовали в производстве стали. И оно, и другие компоненты — воздух и вода — полностью безопасны.

Аккумулятору такого типа нужен объем — примерно 0,4 гектара земли для выработки 3 МВт энергии, зато они могут работать годами, а за ненадобностью железо можно извлечь и продать. В результате нормированные расходы на хранение за киловатт-час в десять раз меньше, чем у литиевого аккумулятора.

В первой половине года Form Energy объявила о строительстве фабрики в Западной Вирджинии. А теперь объявила о запуске опытного образца на 1 ГВт*ч и мощностью 10 МВт, который построят на двух гектарах земли в штате Миннесота. Поблизости расположена одна из самых крупных в США солнечных ферм Sherco Solar.

Железо-воздушный аккумулятор построят на территории энергокомпании Xcel Energy, которая управляет несколькими угольными ТЭС, но в ближайшее время собирается перевести половину своих мощностей на возобновляемые источники энергии. Строительство должно начаться в 2024 году, а запуск аккумулятора — в 2025-м.

Крупнейший в Китае производитель аккумуляторов представил на автосалоне в Шанхае аккумулятор на основе конденсированного вещества. Полутвердотельная батарея с инновационным электролитом, а также сепаратором и анодом из новых материалов сможет обеспечить плотность энергии 500 Вт*ч/кг. Компания планирует поставлять аккумулятор авиастроительным заводам, выпускающим электрические самолеты.