リチウム電池は、ソーラーパネルまたはその他のグリーン電力源によって生成されたエネルギーを保存するための優れたソリューションです。 しかし、それらは十分に早く排出されるので、これは短期的な解決策です-「将来のために」エネルギーを節約することは機能しません。 さらに、非常に大量のエネルギーを保存するには、非常に大規模な保存施設が必要です（オーストラリアのElon Muskによって作成されたものの1つ）。
専門家は長年にわたって適切なソリューションを探していますが、これまでのところ急進的なものは作成されていません。 確かに、最近、たとえば水素からエネルギーを生成する燃料電池がより一般的になりました。 先日、一度に2方向に動作する新しいタイプの燃料電池について知られるようになりました。メタンまたは水素から電気を生成したり、エネルギーを消費してメタンまたは水素を生成したりできます。
セルの効率は非常に高いです。メタンまたは水素の生成に一定量のエネルギーを費やし、すべてを逆方向に行けば、以前に費やした電力の75％を得ることができます。 原則として、非常に良い。
制限事項
前述のように、バッテリーは長期間の電力供給にはあまり適していません。 他の欠点は、再充電速度が遅いことに加えて、コストが高いことです。 良い解決策は、ますます使用されるフローバッテリです。
フロー（レドックス）バッテリーは、従来のバッテリーと燃料電池を組み合わせた電気エネルギー貯蔵装置です。 金属塩の溶液からなる液体電解質は、膜で隔てられた正電極と負電極からなるコアにポンプで送られます。 カソードとアノードの間で発生するイオン交換により、電気が発生します。
ただし、フローバッテリは従来のバッテリほど効果的ではありませんが、フローバッテリに使用される電解質は通常、毒性があるか、腐食を引き起こします（場合によっては両方）。
エネルギーを長期間保存する代わりに、余剰電力を燃料に変えることができます。 しかし、ここではすべてがそれほど単純ではありません。エネルギーを燃料に変換するための通常のスキームは十分なエネルギーを消費するため、システムの効率は決して高くなりません。 さらに、反応触媒は通常高価です。
コストを削減する方法は、リバーシブル（リバース）燃料電池を使用することです。 原則として、それらは新しいものではありません。 燃料電池は、順方向で作業する場合、燃料として水素またはメタンを受け取り、電気を生成します。 反対方向に働き、電気を消費して燃料を生成します。
リバーシブル燃料電池は、長期的なエネルギー貯蔵や、必要な場所でのメタンや水素の生産に最適です。
なぜまだ普遍的に使用されていないのですか？ 理論的にはすべてが素晴らしいように見えますが、実際には克服できない困難があるためです。 まず、これらの要素の多くは機能するために高温を必要とします。 次に、純粋な水素ではなく、水素と水の混合物を生成します（ほとんどの場合）。 第三に、サイクル効率は非常に小さいです。 第4に、ほとんどの既存要素の触媒は急速に破壊されます。
ウェイアウト
コロラド鉱山鉱山の研究者によって提案されました 。 彼らは、可逆的なプロトンセラミック電気化学セルの可能性を研究しました。 エネルギーを生成するとき、それらは非常に効率的であり、さらに非常に高い温度を必要としません-産業プロセスまたは従来の電力生産からの十分な廃熱源があります。
科学者は、電極の材料としてBa / Ce / Zr / Y / YbおよびBa / Co / Zr / Yを提供することで技術を改善しました。 彼らの仕事には、摂氏500度の温度が必要ですが、これは問題ではなく、システムに供給されたエネルギーの約97％が生産に関与しています。 この場合、セルは水または水と二酸化炭素で動作します。 最初のケースでは水素を生成し、2番目のケースではメタンを生成します。
システム効率は約75％です。 バッテリーほどではありませんが、ほとんどの目的にはこれで十分です。 この場合、電極は破壊されません。 1200時間のテストの後、材料は実質的に劣化しないことが判明しました。
確かに、別の問題が残っています-電極を作成するために使用される出発材料の高コスト。 同じイッテルビウムのコストは1キログラムあたり約14,000ドルであるため、非常に大きな燃料電池の作成にはかなりの費用がかかります。
しかし、おそらく、開発者はこの問題を解決できるでしょう。いずれにしても、この方向での作業はすでに進行中です。
