Canadian Engineering Academy, Leo International Chief Scientist Zhang Jiujun: aurinkoenergian varastoinnin avain
Dec 08, 2017
Joulukuun 8. päivänä 2017 Kanadan teknisen akatemian akatemian Zhang Jiujun ja Leochin kansainvälinen pääaineen tutkija tekivät Solar plus International Forum Shenzhenin ja 12. vuosikokouksen, jonka aiheena oli "Solar Energy Storage ja siihen liittyvä sähkökemiallinen energiateknologia". Uusi energiateknologian teema jakaminen. Seuraavassa on kokouksen pöytäkirja:
Vuonna 2016 aurinkoenergialla tehty investointi oli 442 miljardia
Tällä hetkellä uusien energialähteiden kehittämisessä on kaksi suurta liikkeellepanevaa voimaa. Ensinnäkin inhimillisellä kehityksellä ja kestävyydellä on oltava energia ja sen on oltava uutta energiaa ja puhdasta energiaa. Toiseksi ihmisillä on oltava puhdas ympäristö kestävälle kehitykselle. Aurinko ehtymätön, uusi energia, jolla on luonnollisia ja vertaansa vailla olevia etuja.
Miksi kehittää uutta energiaa? Itse asiassa on olemassa kaksi kannustavaa voimaa tässä ensimmäisessä liikkeellepanevana voimana: ihmiskunnan kehittäminen ja kestävyyden on oltava energiaa, ja se on myös uusi energia ja puhdas energia. Toiseksi, jotta ihmiskunta voisi saavuttaa kestävän kehityksen, on oltava puhdas ympäristö. Nykyään ilman saastuminen monissa kaupungeissa on niin vakava, että tämä ei toimi. Myös veden laatu on vakavasti saastunut. Tämä on kestämätöntä. Siksi on olemassa kaksi merkittävää voimia, jotka tekevät ihmiskunnasta maan päällä uuden energian.
Mitkä ovat energian lähteet? Tässä on lueteltu kaksi tärkeintä energiaa. Ensimmäinen on uusiutuva energia, joka on joko puhdasta tai kestävää, mukaan lukien vesi, aurinko, biomassa, tuuli, geoterminen ja niin edelleen. Toinen luokka on fossiilinen energia, joka on uusiutumaton energia ja vähän vähemmän, mukaan luettuina maakaasu, öljy ja ydinenergia.
Jos kehitämme uusia energialähteitä, ensimmäinen on aurinkoenergia, katsomme aurinkoenergiaa, millaista tilannetta tässä luetellaan maailman eri alueilla, eri alueilla vuodesta 2011 vuoteen 2040 aurinkoenergian ennusteeseen. Voimme nähdä, että vuoteen 2040 mennessä maanpäällinen aurinkoenergia tuottaa 1 biljoonaa kilowattia sähköä vuodessa, mikä vastaa 10-12 kertaa kolmen Gorgesin vesivoimalaitoksen tehoa.
Tällä hetkellä aurinkoenergian kokonaistehokkuutta on vielä parannettava. Nykyinen aurinkopaneeli jota käytämme on noin 18% -23% muuntamistehokkuudesta, tietysti jotkut laboratoriot voivat tehdä enemmän.
Vuonna 2016 maailmanlaajuinen investointi uusiutuvien energialähteiden teknologian tutkimukseen ja kehitykseen on erittäin suuri, mukaan lukien aurinkoenergia, tuulivoima ja bioenergia. Aurinkosähköinvestointien arvo oli 442 miljardia juania, mikä on hyvin suuri määrä. Kiinan aurinko vastaa tällä hetkellä 40% maailman aurinkovoimasta.
Tarkastelkaamme nykyisiä uusia energialähteitä ja käyttämämme energian kokonaismäärää, tässä luetelen muutamia, täällä näemme, että 26 prosenttia nykyisestä polttavasta energiasta on maakaasua, 36 prosenttia on öljyä ja 8 prosenttia ydinvoimaa energia, josta aurinkoenergian osuus on 20 prosenttia ja kestävän energian osuus on vain 9 prosenttia. Onko pieni osa. Tällä hetkellä aurinkovoidemme osuus on vain 2% koko energian kokonaismäärästä, joten tämä on hyvin pieni osa.
Tiedämme, että aurinkoenergia on kestävä energialähde. Miksi kehitys on niin hidasta? Näemme, että tässä on muutamia suuria haasteita. Ensimmäinen on, että aurinkoenergia tai tuulienergia on epävakaa. Esimerkiksi se voi tuottaa sähköä, kun aurinko on, kun aurinko on alhainen, valon voimakkuus ei ole sama. Lähettämä sähkö ei ole kovin sileä. Toisin kuin perinteinen energiantuotanto, tuotettu sähkö on sama. Aurinkoenergian kehitys muuttuu ajan myötä ja on kuin melua. Samoin, jos et sileä, se on sähköjäte. Tämä on se, että se on epävakaa eikä tarpeeksi luotettavaa. Toinen haaste on sähkön jakelu, kuljetus on myös hyvin vaikeaa. Kolmas haaste, joka johtuu kahdesta aiemmasta kysymyksestä, on se, että kun sähkö siirtyy verkkoon, jos se ei ole sileä, hän ei päästä sinut sisälle. Neljäs haaste, aurinkovoimalaitosinvestointi on suuri, sijoitetun pääoman tuotto on suhteellisen alhainen, sijoitetun pääoman tuotto pitkään.
Näiden neljän pisteen voittamiseksi meidän on kehitettävä energian varastointiteknologia, joka muuntaa aurinko- ja tuulivoiman energianlähteeksi ja tallentaa sen käyttöön. Ainoa tapa saada sileä sähköenergia menettää sisälle. Siksi energian varastointi on kehitettävä. Energian varastointia tarvitaan tällä hetkellä aurinkoenergian tai tuulivoiman alalla.
Mikä energiansiirtojärjestelmä valitaan?
Mitkä ovat nykyinen energian varastointitekniikka? Tässä lueteltuja useita, ensimmäinen on sähkökemiallinen energian varastointi, litium-ioni-akku puhelimessa on tämä tapa varastoida energiaa. Lyijyakut, litiumparistot, joita kutsutaan sähkökemialliseksi tekniikaksi, aurinkoenergia akku varaa ylös, kun sinun on vapautettava sähkö, tämä julkaisu on erittäin tasainen. Toinen on lentopyörät, tämä ei ole kovin sanottavaa, ja kolmas on paineilma, ilmanpaine syvälle maanalaiseen paikkaan, kun sitä käytetään vapauttamaan mekaaninen energia, tietenkin tämä tehokkuus on hyvin alhainen. Neljäs on, kun vesivoimala ei tarvitse sähköä, vaan myös valua, vettä hiilen läpi sähkön sisään vedettyyn alusäiliöön ja sitten sähköntuotantoon. Näin sähkökemiallinen energian varastointi on luotettavin tapa ja se on tehokkain tapa.
Tarkastelemme sähkökemiallista varastointia, millä tavoin, luetin noin 10 lajia, tosiasiallisesti ei rajoitu näihin 10 lajeja, mukaan lukien litiumparistot, lyijyakut, polttokennot, elektrolysoitu vesi jne. Nämä ovat sähkökemiallinen varastointi voi akku . Sisällä suuri verkko, tulevaisuuden älykäs verkko, akku tulee ydinyksikkö. Nyt kehitetään mikroverkon, joka on tärkeämpi sähkökemialliset elementit.
Tämä on kirja, jonka olen koonnut postdocsin, opettajien, ystävien ja työtovereiden kanssa viimeisten 10 vuoden aikana. Kaikki nämä sähkökemialliset energialähteet sisältyvät tähän kirjaan. Jokainen kirja kattaa tekniikan, jossa kaikki tuntevat Jos olet kiinnostunut, voit surffata Internetissä ja lukea noin 20 kirjaa.
Aion keskustella yksityiskohtaisesti alla olevien paristojen ja sen ongelmien etujen alla. Ensimmäinen on tällä hetkellä kehityksen kärjessä, mutta se ei ole vielä kaupallistettu, nestemäinen alumiininen akku, joka varastoi energian elektrolyytin sisällä, se voi mielivaltaisesti laajentaa elektrolyyttinsä, sähkökemiallista aktiivista materiaalia elektrolyytin sisällä, ei sisällä akkua. on tällaisia etuja. Sen nykyinen kehitys on erittäin nopeaa, tällä alalla tärkein tutkimussuunta on uusien materiaalien kehittäminen, mukaan lukien elektrolyyttimateriaalit, elektrodimateriaalit, kalvoaineet, sen energiatiheyden lisääminen ja elinajanodoteiden kasvattaminen, sitten optimointijärjestelmä, pienentäminen materiaalien hinta, joka on nestemäistä alumiiniparistoa.
Toinen on alumiini-ioniakku. Tällä hetkellä paljon alumiini-ioniakkuja, joita ei voida käyttää autoissa, ovat edelleen vähintään 70% tai 70% energian varastointiin. Alumiini-ionien akkujen edut ovat energian tiheys ja toiminnallinen tiheys ovat korkeat, sen elinajanodote energian varastointiin on melko hyvä, mutta sillä on myös sen ongelmat, jos sitä käytetään auton sisällä, se ei ole tarpeeksi kauan, toinen on sen nyt käytämme nestemäistä alumiini-ioni-akkua, joten tässä käytetään nestemäistä elektrolyyttiä, kun teemme, varsinkin kun korkea virran purkaus voi tuottaa korkeaa kuumetta, jos lämpö ei pääse ulos, se polttaa tai räjähtää. Erityisesti meidän on nyt kehitettävä kolmijärjestelmä. Ternäärisen järjestelmän toiminta on erittäin korkea. Jos jokin on liian aktiivinen, sen vakaus on huono. Tällä hetkellä se on eniten käytetty uusiin energia-ajoneuvoihin, tietenkin on paljon energiaa varastointi käytössä. Tärkein tutkimussuunta, nyt alumiini-ioniakun energiatiheys on saavuttanut pullonkaulan, sen energiatiheyden lisäämisen, sen käyttöiän lisäämisen, mutta myös uusien materiaalien kehittämisen tarpeen sekä elektrodin optimoinnin kerros, joka on alumiini-ioniakku.
Seuraavassa on muutamia töitä alumiini-ioniakkujen kanssa, jotka syntetisoivat nanomateriaaleja alumiini-ioniakkujen katodimateriaalina.
Kolmas on lyijyakkuja, akku on Leoch Internationalin päätoimiala nyt, lyijyakut näyttävät olevan luotettavin, kaupallisesti saatavilla oleva energian varastointi, laajamittainen, keskikokoinen ja pienimuotoinen ovat luotettavia, tämä On useita etuja lyijyakkuja, ensimmäinen on halvempaa, kehitämme nyt akkua ole lyijyakku parempaa, toinen on turvallisuutta, se on turvallisempaa kuin alumiini-ioni-akut, et ole kuullut siitä lyijyakkuja tulessa Jos alumiini-ioniakun räjähdys maahan syksyllä saattaa räjähtää, mutta lyijyakkujen lasku ei räjähtä, joten se on turvallista. Kolmas on yleinen lyijyakku materiaalit voidaan täysin kierrättää, akkuhäviö, voin laittaa kaikki materiaalit takaisin sisälle uudelleenkäyttöön, etu on, että muut paristot eivät pysty.
Siksi lyijyakut ovat menestyksekkäin ja luotettavasti tällä hetkellä käytettävissä energian varastointiin, erityisesti uusiin energian varastointiin. Olemme kehittämässä uutta energian varastointiin lyijyakkujen kehittämiseksi, miten lyijyakkujen kehitys? On useita näkökohtia, sen energiatiheys ei ole tarpeeksi korkea, joten ensimmäinen on elektrodien komponentit, aktiivinen aineosa Optimoi, lisää hiiltä jne. Toinen on tehdä siitä kevyt, vähentää lyijyn määrää, lyijy osaksi hiiliverkossa. Kolmas on poistaa elektrodi, on olemassa kolme tällaista lyijyakkuja tutkimusta. Lyijyakkuja, jos ne voivat saavuttaa noin 80: n energiatiheyden, voimme korvata paljon paristoja.
Toinen on superkondensaattori, joka on myös energian varastointimenetelmä, olemme kuulleet superkondensaattorista. Sen suurin etu on se, että lataus- ja purkumisaika on erityisen nopea, voit lopettaa sekunneissa, sen teho on erittäin korkea, mutta Energiatiheys on hyvin alhainen, joten supervarastointilaitetta on myös kehitettävä. Yksi on käyttää sitä huonoon elämään. Toinen on sen korkea teollinen tiheys, jota voidaan käyttää lisäämään sen energiatiheyttä.
Toinen suunta on veden elektrolyysi, aurinkoenergian tuottamasta sähköstä, vedestä vedyn hajoamiseen, itse vety on energian kantaja, käytämme vetokaasua polttokennon läpi sähköön niin, että energian varastointi pyritään. Tällä hetkellä sen energiatehokkuus on kuitenkin suhteellisen alhainen, ja sen tekniikka on edelleen suhteellisen kypsä. Siksi tämä on myös energian varastointikohde.
Haluan lisäksi puhua hiilidioksidista ja sähkökemiallisesta vähentämisestä, ja nyt meillä on paljon hiilidioksidiriviä, voiko hiilidioksidi sähkökemiallisten menetelmien avulla sähköä kautta hyödyllisiin pieniin molekyyleihin muurahaishapoksi, metanoliksi jne. saavuttamiseksi Energian varastoinnin vaikutus ja saavuttaa toinen tarkoitus vähentää hiilidioksidipäästöjä. Tällä hetkellä Kanada tekee myös paljon työtä tällä alalla. Nyt haasteena on, että katalyytteillä on lyhyt elinajanodote. Tällä hetkellä tämä on myös tutkimuksemme ja tutkimuksen, jota Kiinan tiede- ja teknologiaministeriö tukee tällä hetkellä. Tämä on keino saada pitkän aikavälin strategiset näkymät.
Energian varastointi markkinoilla lopulta kuinka paljon?
Mikä on energian varastoinnin nykyinen markkinakoko? Olemme listanneet tässä muutamia, yksi nestemäinen alumiiniakku, sitten alumiini-ioniakku, on lyijyakkuja ja superkondensaattoreita, voimme nähdä, että vuoteen 2025 mennessä kokonaismarkkinatilanne nestemäisten alumiiniparien todennäköisesti tulee 38 miljardiin dollaria, alumiini-ioni-akku voi saavuttaa 26 miljardia dollaria markkinoilla, lyijyakku-markkinoilla on edelleen suurin, jopa lähes 40 miljardia dollaria markkinoilla super kondensaattori on suhteellisen pienempi, mutta samanlainen kuin nestemäinen alumiini akku.
Siksi käytämme aurinkoenergiaa varastointi markkinoilla on valtava potentiaali, joten emme vain kehittää aurinkoenergiaa, mutta myös kehittää energian varastointi, energian varastointi olisi kehitettävä.
