هل يمكن للبطاريات السائلة أن تجعل تخزين الطاقة على نطاق الشبكة ممكناً؟

البطارية هي عبارة عن جهاز كهربائي يتكون من خلايا كهروكيميائية كاثود، وهو الطرف الموجب وأنود، وهو الطرف السالب، يقوم بتغيير أو تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى طاقة كهربائية. تخزين طاقة الشبكة هو طريقة الاحتفاظ بالكهرباء على نطاق واسع داخل الشبكة الكهربائية. ومن الحقائق أن الكهرباء لا يمكن تخزينها حرفيًا كما هو الحال في خلايا البطارية العادية التي تحتفظ بالطاقة، وبالتالي فإن ما تفعله الشبكة هو أنها تعزل أو "تخفي" الكهرباء ولا تطلقها إلا عند الطلب.

وخلافاً للبطارية التقليدية، فإن المكون الرئيسي للبطارية السائلة هو السائل، أما الأجزاء الأخرى فهي عبارة عن قطبين معدنيين، وهما في شكل سائل، يوضعان على إلكتروليت ملح منصهر. ثم يطفو قطب كهربائي سالب فوق الإلكتروليت بينما يوجد قطب كهربائي موجب كثيف في الأسفل. ويؤدي اختلاف التركيب بين المعدنين في شكل سائل إلى توليد جهد كهربائي. تعمل البطارية عند درجة حرارة تصل إلى مئات الدرجات مما يجعل محتواها يبقى سائلاً في حالته.

تم ابتكار أول دليل على هذه البطارية باستخدام الأنتيمون والمغنيسيوم مع إلكتروليت الملح بواسطة البروفيسور دونالد سادواي وتلميذه في الدراسات العليا آنذاك، ديفيد برادويل. وتتمثل إحدى مزايا هذه البطارية في قلة فقدان السعة التخزينية مع مرور الوقت، وهو اعتبار مهم للجهات التي تشتري معدات تدوم لفترات طويلة جدًا من الزمن. بالإضافة إلى ذلك، يضمن تصميمها الكبير الحجم وجود عدد أقل من الأسلاك والتوصيلات المطلوبة، مما يقلل من عدد نقاط الفشل المحتملة.

في الأساس، هذه هي الطريقة التي تعمل بها البطارية السائلة: يمكن تخزين الكهرباء عندما يكون مستوى الإنتاج أعلى بكثير من الاستهلاك ويتم تحرير الطاقة المخزنة عندما يفوق الاستهلاك الإنتاج. وبهذه الطريقة، لا يحتاج إنتاج الكهرباء إلى زيادة الإنتاج وخفضه بشكل كبير لتلبية الاستهلاك اللحظي، بل يتم الحفاظ عليه عند مستوى أكثر استقرارًا. وتتمثل الميزة هنا في أن محطات توليد الطاقة القائمة على الوقود يمكن أن تكون أكثر كفاءة ويمكن تشغيلها بسهولة عند مستويات إنتاج ثابتة.

ويمكن استخدام هذه البطاريات السائلة لتسخير وتخزين الطاقات المتغيرة التي يتم تسخيرها من مصادر الطاقة المتقطعة مثل التوربينات الكهروضوئية وتوربينات الرياح، حيث أن الطاقة التي يتم الحصول عليها من مصادر الطاقة المتقطعة هذه تعتمد على الطبيعة؛ أي أن كمية الطاقة الكهربائية المنتجة تختلف باختلاف الموسم والوقت من اليوم وعوامل عشوائية أخرى بما في ذلك الطقس. هل يمكن للبطاريات السائلة أن تجعل التخزين بالجملة ممكنًا؟ نعم يمكن ذلك ولكن المشكلة تكمن في مدى جودة أدائها وتكلفتها.