September 26, 2022

Fort Carson, fasilitas Angkatan Darat di selatan Colorado Springs, Colorado, diatur untuk mendapatkan baterai baru yang sangat besar. Peletakan batu pertama untuk sistem penyimpanan energi baru ditetapkan untuk musim gugur ini, dan kontraktor di belakangnya, Lockheed Martin, mengatakan perlu waktu sekitar delapan atau sembilan bulan untuk membangunnya.

Baterai akan mampu menghasilkan satu megawatt listrik selama 10 jam, yang berarti bahwa itu adalah perangkat 10 megawatt-jam. Namun baterai ini sangat berbeda dengan jenis baterai yang ada di ponsel, laptop, atau kendaraan listrik Anda. Ini bukan baterai lithium-ion. Ini adalah baterai aliran redoks.

Dalam siaran pers, Lockheed Martin menyebut proyek tersebut sebagai “sistem penyimpanan energi jangka panjang skala megawatt pertama untuk Departemen Pertahanan AS (DoD).” Inilah yang perlu diketahui tentang proyek Fort Carson dan perangkat penyimpanan energi yang disebut baterai aliran.

Mengapa DOD tertarik pada penyimpanan energi?

“[The] DOD prihatin dengan memastikan bahwa misi kritis, yang dioperasikan dari instalasi tetap, dapat terus beroperasi jika jaringan mati untuk waktu yang lama, ” Roger Jenkins, direktur pengembangan bisnis untuk GridStar Flow di Lockheed Martin Missiles and Fire Control, mengatakan selama a media briefing awal pekan ini. Itu bisa jadi karena “peristiwa cuaca, seperti yang kita lihat di Texas, atau semacam peristiwa peretasan dari aktor yang tidak ramah.”

Dalam hal ini, Fort Carson sebenarnya sudah memiliki beberapa penyimpanan baterai, berkat sistem baterai lithium-ion. Ini juga memiliki susunan panel surya di tempat pembuangan sampah tua yang dapat menghasilkan 2 megawatt jus. “Dan mereka memiliki rencana untuk membangun sebuah array surya yang lebih besar yang akan datang online cukup dekat dengan waktu baterai ini datang online,” kata Jenkins. Sistem baterai aliran baru akan menjadi tambahan dari teknologi yang ada ini.

See also  Label rekaman menjatuhkan rapper AI karena kontennya yang tidak sensitif
Elemen sistem baterai aliran. Lockheed Martin

Jadi apa itu baterai aliran?

Pertama, masuk akal untuk mempertimbangkan baterai lithium-ion yang hidup di dalam perangkat seperti smartphone atau mobil listrik. Jenis baterai tersebut cenderung memasok daya ke perangkat yang ruangnya mahal, sehingga sel baterai harus berukuran kecil.

Baterai lithium-ion memiliki beberapa komponen dasar. Mereka memiliki anoda, katoda, dan elektrolit cair di dalamnya. Ion litium bergerak bolak-balik dalam elektrolit itu. Ketika baterai diisi, elektron berkumpul di salah satu ujung baterai, anoda, dan begitu juga ion lithium. Ketika baterai memberi daya pada sesuatu, elektron mengalir keluar melalui sirkuit, sementara ion lithium berpindah ke sisi lain, yang merupakan katoda. (Berikut adalah animasi, dengan gambar katoda di sebelah kiri.) Pemisah dalam elektrolit, seperti namanya, membuat kedua sisi tetap terpisah, meskipun ion litium dapat melewatinya. Banyak baterai lithium-ion terdiri dari sel-sel kecil yang bisa berbentuk silinder atau kantong.

[Related: Why Dyson is going all-in on solid-state batteries]

Sementara itu, aliran baterai sangat besar. Bahkan, itu terdiri dari tangki besar elektrolit cair. “Tidak seperti banyak baterai, baterai aliran redoks dibuat dengan elektrolit yang mengalir,” kata Levi Thompson, dekan Fakultas Teknik di Universitas Delaware, serta profesor teknik kimia. “Kebanyakan baterai memiliki stasioner, atau tetap [electrolytes].” Dalam baterai lithium-ion, elektrolit cair tidak mengalir ke mana-mana—itu hanya media bagi ion lithium untuk mengalir bolak-balik.

Dengan baterai aliran, “karena mengalir, dan tangki ini akan menjadi besar, Anda sebenarnya dapat menyimpan banyak energi,” tambahnya. “Untuk banyak dari instalasi ini, sebenarnya tidak ada kendala lahan, atau batasan — tidak seperti aki mobil, di mana Anda memiliki jumlah real estat yang terbatas.”

See also  Analisis wajah: Apa yang dilakukan Microsoft dan lainnya

Itu sebabnya fasilitas Angkatan Darat yang luas di Colorado, misalnya, dapat menjadi tempat yang baik untuk mengalirkan baterai.

Dengan baterai aliran Lockheed Martin, daya dihasilkan dalam kotak besar, atau modul daya, yang masing-masing berisi empat tumpukan daya. Elektrolit cair (yang disimpan dalam tangki) mengalir melalui banyak sel elektrokimia di tumpukan itu, melewati membran yang memisahkannya tetapi memungkinkan ion melewatinya.

Apa manfaat baterai aliran?

Dengan tangki besar dan elektrolit yang mengalir serta kebutuhan akan ruang terbuka yang besar, baterai aliran tidak akan memberi daya pada kendaraan listrik atau laptop dalam waktu dekat, tetapi mereka memiliki kelebihan. “Yang paling penting, menurut saya, adalah biaya,” kata Thompson. “Ada potensi untuk menyimpan energi dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada yang Anda lakukan dengan baterai lithium-ion.”

Keuntungan lainnya adalah secara teoritis akan bertahan lebih lama daripada kompetisi. “Ini akan berputar lebih lama daripada baterai lithium-ion,” kata Thompson, yang juga mencatat bahwa baterai dapat diremajakan saat dibutuhkan jika mulai rusak.

Pada akhirnya, Thompson mengatakan bahwa baterai seperti ini cocok untuk situasi di mana seseorang ingin menyimpan energi dari jaringan—mungkin energi yang dibuat oleh panel surya, yang hanya menghasilkan jus saat matahari bersinar. “Ada peluang nyata di sana, jika kita mencari penyimpanan energi berbiaya rendah yang dapat didaur ulang,” katanya. “Saya pikir itu mungkin solusi yang paling menarik, dalam jangka panjang [for grid storage].”

Ketika aliran baterai di Fort Carson selesai, Lockheed Martin mengatakan mereka berencana menghabiskan waktu sekitar dua tahun untuk mengujinya. Tonton video tentang sistem secara umum, di bawah ini.