خبرها مملو از ادعاهایی در مورد بهترین فناوری تولید انرژی پاک است، اما بیشتر این فناوری‌ها هرگز به تولید نمی‌رسند. دلایلی مختلفی برای این موضوع وجود دارد که شاید یکی از اصلی‌ترین آن‌ها بحث به صرفه نبودن آن‌ها از لحاظ هزینه‌ای می‌باشد. اما این بار در این حوزه گویا قرار است اتفاق جدیدی بیوفتد و آن یک باتری فلزی مایع برای راه حل‌های ذخیره انرژی طولانی مدت است.
شرکت Ambri (آمبری) یک استارتاپ است که تصمیم دارد باتری‌های فلزی مایع را در سال آینده در شبکه برق به کار گیرد. این باتری‌ها ارزان‌تر و ساده‌تر از باتری‌های لیتیوم یونی هستند و از الکترودهای فلز مذاب و الکترولیت نمک مذاب استفاده می‌کنند. آن‌ها بادوام، غیر قابل اشتعال هستند و 95 درصد ظرفیت خود را پس از 20 سال حفظ می‌کنند. چالش اصلی تامین عنصر آنتیمونیم برای آن است.
آنتیمونیم (به انگلیسی: Antimony) یک عنصر شیمیایی با نماد Sb و عدد اتمی ۵۱ است. این عنصر در جدول تناوبی در گروه پنجم، دوره پنجم (با عنصر آرسنیک و فسفر) و در ستون پنجم (یا ۱۵) قرار دارد. آنتیمونیم یک فلز نیمه‌فلزی معروف است، که در شرایط معمول به صورت جامد ظاهر می‌شود. آنتیمونیم تاکنون در برخی از صنایع مانند صنعت الکترونیک (برای تولید ترانزیستورهای نوع NPN)، صنعت سرب و تزریق‌های سرب-آنتیمونیم (برای ترمیم باتری‌ها)، و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گرفته است.
آنتیمونیم یکی از فلزهایی است که در پوسته زمین به صورت نسبتاً معمولی یافت می‌شود و به عنوان یک عنصر عادی در طبیعت وجود دارد. از این رو، از لحاظ میزان وجود، آنتیمونیم به عنوان یک فلز کمیاب در نظر نمی‌آید. با این حال، تفاوت‌هایی در دسترسی به معدن آنتیمون و استخراج آن در مناطق مختلف جهان وجود دارد. در بعضی مناطق، منابع غنی آنتیمون ممکن است محدود باشند و در بعضی موارد دیگر، ذخایر بیشتری از این فلز می‌تواند در دسترس باشد.
اما وقتی صحبت از ماده‌ای می‌شود که قرار است در تولید باتری استفاده شود، پس باید به میزان زیادی از منابع آن در دسترسی باشد زیرا مصرف آن بیش از اندازه زیاد خواهد بود.
ذخیره‌ساز انرژی آینده، باتری‌های فلزی مایع با بازده و طول عمر بالا
باتری فلزی مایع یک فناوری جدید ذخیره انرژی است که از الکترودهای فلز مذاب و الکترولیت نمک مذاب استفاده می‌کند. این نوع باتری مزایای زیادی نسبت به باتری‌های لیتیوم یون سنتی دارد، از جمله:
- ظرفیت بالاتر
- طول عمر طولانی‌تر
- ایمنی بهتر
با این حال، باتری‌های فلزی مایع نیز دارای یک نقطه ضعف هستند: استفاده از آنتیمونیم (آنتیموان)، یک فلز تقریباً کمیاب و گران قیمت. آنتیموان برای ساخت الکترودهای منفی باتری‌های فلزی مایع استفاده می‌شود. این فلز به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون انتخاب می‌شود.
مقدار آنتیموان مورد نیاز برای ساخت یک باتری فلزی مایع بسته به ظرفیت باتری متفاوت است. به عنوان مثال، یک باتری 100 کیلووات ساعتی حدود 500 کیلوگرم آنتیموان نیاز دارد. این مقدار آنتیموان معادل حدود 10 درصد از کل وزن باتری است.
کمبود آنتیموان یک چالش بالقوه برای توسعه و مقیاس بندی باتری‌های فلزی مایع است. با این حال، شرکت‌های تولیدکننده باتری در حال کار بر روی توسعه روش‌های جدید برای کاهش مصرف آنتیموان در این نوع باتری‌ها هستند.
در اینجا چند نکته برای کاهش مصرف آنتیموان در باتری‌های فلزی مایع وجود دارد:
- استفاده از الکترودهای با ظرفیت بالاتر
- توسعه الکترولیت‌های جدید که به آنتیموان کمتری نیاز دارند.
- بازیافت آنتیموان از باتری‌های فرسوده
با پیشرفت در این زمینه‌ها، انتظار می‌رود که مصرف آنتیموان در باتری‌های فلزی مایع کاهش یابد.
شرکت Ambri پیش بینی می‌کند که هزینه‌های آن‌ها به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت و تا سال 2030 به این هدف می‌رسد، که راه را برای تامین انرژی شبکه‌های برق به طور کامل از انرژی‌های تجدید پذیر هموار می‌کند.
