Pil depolamada maliyetlerin düşürülmesi ve verimliliğin artırılması
Yayınlanma tarihi: 13 Şubat 2024; Güncelleme tarihi: 13 Şubat 2024
Yazan: Chris Woodley,
[email protected]
USC, büyük ölçekli enerji depolama pilleri geliştirmek için enerji depolama şirketi Pomega ile ortaklık kuruyor.
Şebeke ölçeğinde enerji depolama, şebekenin dayanıklılığını sağlamak için kritik bir bileşendir. Depolama, şiddetli hava olayları sırasında yedek güç sağlayabilir veya doğal gaz enerji santralleri gibi geleneksel üretim teknolojilerinin yükünü hafifletebilir ve hatta güneş enerjisinin daha geniş bir şekilde kullanılmasını sağlayabilir.
Piller hemen hemen her yere monte edilebildiğinden, şebeke ölçeğinde enerji depolama için popüler bir seçenek haline geliyorlar. Gelişmekte olan bu teknolojiyi daha iyi anlamak için, Araştırma ve Kimya Mühendisliği Dekan Yardımcısı Profesör William Mustain, büyük ölçekli enerji depolama pilleri için yüksek kaliteli dijital ikizlerin (modellerin) geliştirilmesine yönelik araştırmalara öncülük ediyor. Araştırma, kimya mühendisliği profesörleri Ralph White ve Golareh Jalilvand ile Kimya ve Biyokimya Profesörü Morgan Stefik'in işbirliğiyle gerçekleştirilecek .
Proje, SC Fraunhofer Alliance ve Pomega Enerji Depolama Teknolojileri tarafından 700,000 dolardan fazla fonla finanse ediliyor. İttifak, Güney Carolina ve araştırma kurumlarında uygulamalı araştırmayı ilerletmeye yönelik ortak bir çabadır. Aralık 2022'de Pomega, Güney Carolina'nın Colleton County şehrinde 300 milyon dolarlık bir lityum iyon pil tesisi inşa etme planlarını duyurdu . Bu yılın sonuna kadar faaliyete geçtikten sonra tesis,
şebeke ölçeğinde enerji depolamaya yönelik geniş formatlı pillerin geliştirilmesine ve üretilmesine odaklanacak.
Pomega yakın gelecekte Güney Carolina'da olacak ve bu sadece ilişkimizin başlangıcı.
-William Mustain
Düşük karbonlu elektriğe geçiş için verimli, düşük maliyetli ve güvenilir pil depolama şarttır. Araştırma projesi, özellikle Pomega'nın Güney Carolina tesisi için pil üretim süreçlerinde ve malzemelerinde maliyet tasarrufu sağlayan atılımlar sağlamayı amaçlıyor.
“Geçen Mart ayında Pomega ile görüştüğümüzde, onlar için önemli olan akü kimyası çalışmalarımızdan etkilendiler. Birlikte yapılabilecek temel çalışmaları da bizimle görüştüler†diyor Mustain. "Daha sonra Mayıs ayında SC Fraunhofer Alliance ile bağlantı kurduk ve yönetim kurulunun beğendiği ve finanse etmeye karar verdiği bir teklif üzerinde çalıştık."
Araştırmanın birinci aşaması, daha iyi bir anlayış ve gelişmiş çalışma kontrolü sağlamayı amaçlayan Pomega pillerinin yenilikçi bir dijital ikizini geliştirmek amacıyla geçtiğimiz Ocak ayında başladı. Bu, daha yüksek enerji yoğunluğuna, daha uzun kullanım ömrüne, daha hızlı şarja ve gelişmiş güvenliğe yol açacaktır.
Araştırma aynı zamanda Pomega'nın maliyetleri düşürmek ve performansı artırmak için üretim süreçlerine uygulayacağı parametreleri de sağlayacak.
Modeli elektrokimyasal modelleme konusunda uzman olan White geliştirecek.
“En büyük zorluk, Pomega pilindeki anot (pozitif yüklü) için doğru bir matematiksel model geliştirmek olacak. Anot modelini geliştirmek için gerekli deneysel verileri elde etmek amacıyla Profesör Mustain ve Pomega ile yakın işbirliği içinde çalışacağız" diyor White.
Dijital ikiz, Pomega'nın tasarım sürecini yönlendirmeye ve gerekli yeni nesil malzemeleri simüle etmeye yardımcı olacak. İlk nesil fiziksel bir ürün olmasa da fiziksel ürün için ya da en azından hedef belirlemek amacıyla kullanılabilir. Dijital ikizde yenilik yapmak, bir modele yeni matematik oluşturmak veya yeni bir yardımcı program eklemek anlamına gelse de, bu projenin yenilikleri, bileşenleri fiziksel olarak uygulanmadan önce dijital olarak değiştirebilme yeteneği olacak.
Mustain, "Fiziksel sistemin dijital ikizini oluşturduğunuzda, gerçek sistem üzerinde denemeler yapmadan sorular sorabilir, araştırma ve geliştirmede zamandan ve paradan tasarruf edebilirsiniz" diyor.
Projenin diğer yönleri anot ve katot elektrotlarının daha iyi anlaşılmasına dayanacaktır. Jalilvand katodu anlamak ve geliştirmek için liderlik yapacak, Mustain ise anot bileşeninin geliştirilmesi üzerinde çalışacak.
Jalilvand, "Ticari olarak uygun katotların uygun ölçekte üretilmesi için önemli bir nokta olan, büyük elektrotlar boyunca katot ve elektrolit arasında tekdüze bir etkileşim elde etmek istiyoruz" diyor. "Katot ve elektrolit yüzeyindeki fiziksel değişikliklerin yanı sıra kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonları araştırmak için çok yönlü bir yaklaşım tasarladık."
Mustain'e göre deneysel parametreler dijital modele aktarılacak.
Mustain, "Pomega, biz elektrot ve hücre entegrasyonu ile malzeme karakterizasyonunu yaparken aktif malzemelerden sorumludur" diyor. "Veriler, pilin nasıl davrandığına ilişkin dijital bir model oluşturmak için kullanılacak. Küçük madeni para hücreleriyle başlayıp ölçeğini büyüteceğiz.â€
İkinci aşama, yeni nesil pil yönetim sistemlerinin uygulanmasına olanak sağlamak için üretimde enerji tüketimini azaltmaya ve sağlık ve yaşam durumunu modele entegre etmeye odaklanacak.
Pomega sistemleri aynı zamanda yapay zekayla geliştirilmiş öngörücü bakımı besleyen değişkenleri ölçmek için yeni sensörlerle donatılacak.
"Birinci aşama daha temel nitelikte olduğundan pilin nasıl performans göstereceğini biliyoruz. Daha sonra ikinci aşamada entegrasyon ve üretime geçeceğiz†diyor Mustain. "SC Fraunhofer Alliance ile konuştuğumuzda ürün geliştirme üzerinde gerçek, somut etkiler istiyorlardı."
Mustain, projenin başarısının geniş kapsamlı ekonomik etkilere sahip olabileceğini de sözlerine ekledi.
Pomega dünya çapında daha fazla şebeke ölçekli pil satabilir, bu da işe alımda ve üretim kapasitesinde artışa yol açabilir.
Mustain, "Projemiz Pomega'nın 300 milyon dolarlık başlangıç ​​
yatırımının çok ötesinde büyüme hedefine uyuyor" diyor. “Diğer bir etki de işgücünün geliştirilmesi ve en kritik alan ise öğrencilerin entegrasyonudur. En iyi sonuçlardan biri onlara Pomega'nın pillerinin nasıl çalıştığını öğretmek olacaktır, böylece bu USC öğrencilerinin tam zamanlı istihdam elde etmelerini sağlayacak bir kanal oluşturur."
Mustain, projeden ve Güney Carolina ve ötesindeki potansiyelinden heyecan duyuyor. Grubu daha önce hiç kullanmadıkları son teknoloji malzeme setleri üzerinde çalışacak olsa da proje aynı zamanda USC ile Pomega arasında daha büyük, uzun vadeli bir ilişkiye doğru atılan ilk adım olarak değerlendiriliyor.
“[Malzemenin] test edildiğinde nasıl davrandığını görmek beni heyecanlandırıyor. Araştırma ve geliştirmenin erken bir aşamasında olduklarını bildiğimizden, çalışmalarımızı gerçekten ilerletebiliriz" diyor Mustain.
Proje aynı zamanda USC ve endüstri ortaklarıyla birlikte özellikle şebeke ölçeğinde depolama etrafında araştırma ağını da büyütecek.
Mustain, "Pomega öngörülebilir gelecekte Güney Carolina'da olacak ve bu sadece ilişkimizin başlangıcı" diyor. "Bu uzun vadeli ilişkiyi sürdürmeyi ve işimizi mümkün olduğunca başarılı kılmayı gerçekten sabırsızlıkla bekliyorum."
Originally Posted by carizma
Alıntı yaparak yanıtla
ABRACADABRA
Yer İmleri