澳洲紐卡索大學(UoN)與澳洲公司InfratechIndustries致力于研發(fā)集大成能源設備,并稱呼其為化學回圈能源需求系統(ChemicalLoopingEnergy-on-DemandSystem,CLES),該系統在2017年4月公布于世,專為醫(yī)院、退休社區(qū)或類似規(guī)模的商業(yè)建筑設計,不僅可提供電力,還可用于供暖與制冷、制造氧氣和氫氣,可說是發(fā)電機與電池的組合。
該系統透過特殊混合晶體氧化還原反應驅動,當晶體進行化學反應時會發(fā)熱并產生蒸氣,借由蒸氣驅動發(fā)電機,而晶體進行還原反應時,會釋放其收集的氧氣。紐卡索大學教授兼概念創(chuàng)始人BehdadMoghtaderi表示,晶體還原(Reduction)是個吸熱反應,氧化則會排出熱量,而機器可以透過天然氣、電力、再生能源來驅動這個循環(huán)。
系統核心晶體受到知識產權保護,但團隊表示,材料價位十分合理,每公噸僅以112美元購買,每次用量都很少且長效,屆時晶體將會置于替換匣(cartridge)中,一盒可以用6個月到2年。
除了提供電力與氧氣之外,CLES產生的熱量也能為建筑供暖,提供熱水或用于制冷,或是調整制程,制造出氫氣,未來可在自家為氫燃料電池車補充燃料。
成本為特斯拉系統75%
CLES有兩種運作模式,可以把該系統當作大型電池,利用電網與再生能源供電,避免建筑受到停電影響,而與一般家用儲能系統不同的是,他能同時提供電力、氧氣、熱水、供暖與制冷,就像儲能系統界的瑞士刀,可以一機多用。
而第二種模式為“EnergyonDemand”,系統將不斷利用天然氣讓氧化還原穩(wěn)定運行,CLES天然氣-電力目前轉換效率約為45%,讓建筑電力與其他功用不會中斷,也可以減少系統對電網依賴,并降低三分一的碳排量。
CLES除了能節(jié)省電費,住戶也可以銷售多余的氧氣或是氫氣,不過研究人員也指出,目前尚未開發(fā)氧氣市場與相關基礎設施,但按照研究未來藍圖,假如機器可以產出大量氧氣,廠商會制造一個氧氣瓶,并挨家挨戶收集氧氣,用于醫(yī)院與退休社區(qū)。
為了測試CLES系統性能,團隊已在澳洲紐卡索工廠生產設備原型,其最大發(fā)電量為30KW,日發(fā)電量可達720KWh,大概能供應30到40戶家庭日常用電,而目前該團隊希望可將CLES設備于個別家庭。
Moghtaderi表示,團隊正在研發(fā)小型化版本,試圖將反應爐、各個設備縮小,并能全部置于小型冰箱大小的機器中,預計在18個月后推出,而家用CLES的性能將會優(yōu)于特斯拉,成本也是特斯拉家用儲能系統的75%,并且能在一年半內回收成本。目前Powerwall售價6,000美元,預估家用CLES要價4,500美元。