تهدف Photoncycle إلى تخزين الطاقة منخفض التكلفة باستخدام محلول هيدروجيني ذكي

لسنوات عديدة، واجه قطاع الطاقة الشمسية مشكلة تخزين الطاقة بين المواسم. ظلت القدرة على تسخير الطاقة الشمسية الفائضة في أشهر الصيف لاستخدامها خلال فصل الشتاء هدفا بعيد المنال، مع فشل الحلول الحالية مثل البطاريات بسبب التكاليف الباهظة وعمرها المحدود. وفي الوقت نفسه، تم تهميش الهيدروجين، على الرغم من خصائصه النظيفة في الاحتراق، بسبب عدم كفاءته وارتفاع تكاليفه.

تعمل شركة Photoncycle – وهي شركة ناشئة خرجت من أعماق مسرع الأعمال في أوسلو ساينس بارك في أوسلو بالنرويج – على إيجاد حل. ومن خلال رؤية مشرقة مثل شمس الصيف، تدعي الشركة الناشئة أن تقنيتها المعتمدة على الهيدروجين الصلب يمكنها تخزين الطاقة بكفاءة أكبر في مفاعل تخليق الأمونيا. الادعاء هو أن هذه التقنية تقوم بالتخزين بشكل أكثر فعالية من حيث التكلفة من أي بطارية أو محلول هيدروجين سائل في السوق.

“تستخدم بطاريات الليثيوم أيون معادن باهظة الثمن. المواد التي ننتجها رخيصة جدًا: لتخزين 10,000 كيلوواط/ساعة، يكلف حوالي 1,500 دولار، لذا فهي لا شيء تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن حل التخزين الخاص بنا هو 20 مرة كثافة بطارية ليثيوم أيون، ولا تفقد التيار، “يوضح المؤسس والرئيس التنفيذي بيورن براندتزيج في مقابلة مع TechCrunch. “وهذا يعني أن لدينا نظامًا يمكنك من خلاله احتواء الطاقة بمرور الوقت، مما يتيح التخزين الموسمي. إنه شيء مختلف تمامًا عن البطاريات التقليدية.

تستخدم Photoncycle الماء والكهرباء لإنتاج الهيدروجين. وهذا في حد ذاته ليس بالأمر غير المألوف إذا كنت تتبع تكنولوجيا مركبات خلايا الوقود. ومع ذلك، يتضمن نهج الشركة تطورًا مبتكرًا: خلية وقود قابلة للعكس وذات درجة حرارة عالية. يمكن لخلية الوقود المتقدمة هذه إنتاج الهيدروجين وتوليد الكهرباء داخل نفس الوحدة.

يكمن جوهر ابتكار Photoncycle في معالجتها للهيدروجين. يقومون بمعالجة الهيدروجين ثم يستخدمون تقنيته لتحويله وتخزينه في شكل صلب. تدعي الشركة أن طريقة التخزين هذه ليست آمنة فقط، وذلك بسبب طبيعة الحالة الصلبة غير القابلة للاشتعال وغير المتفجرة، ولكنها أيضًا عالية الكفاءة. فهو يتيح تخزين الهيدروجين بكثافة أكبر بحوالي 50% من الهيدروجين السائل، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في حلول تخزين الهيدروجين. تشكل هذه الابتكارات حجر الزاوية في نظام Photoncycle، مما يسهل تخزين الهيدروجين بشكل آمن وكثيف، وهو ما تقول الشركة إنه خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال تكنولوجيا الطاقة.

حلول الطاقة النظيفة الحالية مثل الطاقة الشمسية على الأسطح محدودة بسبب العرض غير المتسق بسبب طبيعة الظروف الجوية التي لا يمكن التنبؤ بها. ويمكن لحل قوي لتخزين الطاقة قابل لإعادة الاستخدام أن يسد هذه الفترات الزمنية، مما يضمن إمدادات مستقرة من الطاقة عندما تواجه هذه المصادر المتجددة فترات متقطعة لا يمكن تجنبها.

عظيم من الناحية النظرية، ولكن لا يخلو من التحديات الخاصة به.

“هولندا هي الدولة في أوروبا التي تتمتع بأعلى كثافة من الطاقة الشمسية على الأسطح. إننا نشهد الآن انحداراً هائلاً بسبب ارتفاع أسعار الطاقة؛ يقول براندتزايج: “الجميع يريد استخدام الطاقة الشمسية على الأسطح”. ويضيف مع ذلك أن هذه الطريقة يمكن أن تأتي بنتائج عكسية على أصحاب المنازل: “في يوليو من العام الماضي، في هولندا، في منتصف النهار، كان عليك أن تدفع 500 يورو لكل ميجاوات في الساعة لتصدير الكهرباء“.

إن وضع مخزن الطاقة جنبًا إلى جنب مع توليد الطاقة في المنزل يتيح للمنازل الخروج من الشبكة بشكل فعال. تقول شركة Photoncycle إنها اختبرت وعملت على المكونات الرئيسية لحلها، والخطوة التالية هي دمجها في النظام. إذا نجحت، تقول الشركة إنها يمكن أن تتحدى بشكل جدي Powerwall، حل بطارية الليثيوم أيون من Tesla.

ديفيد غيريز، مدير التكنولوجيا في Photoncycle، وأولي لوجيرود، وهو كيميائي Photoncycle، في مختبر Photoncycle المبني لهذا الغرض، والذي يعمل منذ ما يقرب من عامين. اعتمادات الصورة: دورة ضوئية

“هذا نظام معقد نسبيًا – ولهذا السبب لدينا الكثير من حملة الدكتوراه في تخصصات مختلفة يعملون على هذا الأمر. يقول براندتزايغ: “السبب الذي جعل إيلون ماسك يقول إن الهيدروجين غبي هو أنه عندما تقوم بتحويل الكهرباء إلى هيدروجين وبالعكس، فإنك تفقد قدرًا كبيرًا من الطاقة”. ويعتقد أن شركته يمكنها تحويل هذا الخطأ إلى ميزة. “في المناطق السكنية حيث 70% من احتياجات الطاقة للتدفئة، هناك فرصة لاستخدام تلك الحرارة الزائدة لتوفير الماء الساخن. سوف نستهدف الأسواق التي يستخدم فيها الناس الغاز الطبيعي للتدفئة في الوقت الحالي ثم نستبدل غلاية الغاز في المنزل باستخدام البنية التحتية القائمة على المياه.

إن ثقة Brandtzaeg فيما يتعلق بالإطار التشغيلي للمفهوم مقنعة. وأشار نحو نموذج صغير لمصنع عملياتهم داخل مختبراتهم، والذي تم تصغيره إلى حجم بطارية السيارة. ويعتقد براندتزيج أن هذا التوسع يجب أن يكون خاليًا من المشاكل، مشيرًا إليه باعتباره السبب الرئيسي الذي جعلهم يشعرون بالثقة في المضي قدمًا في المشروع.

عندما يتعلق الأمر بتوصيل الطاقة، يستغرق الهيدروجين بعض الوقت لتوليد الكهرباء، لذا أثناء تخزينه، تعتمد الشركة على بطارية وسيطة أكثر تقليدية لموازنة الحمل. من المؤكد أن الشركة تحظى باهتمام المستثمرين: دورة ضوئية لقد جمعت للتو 5.3 مليون دولار (5 مليون يورو) لبناء أول عدد قليل من أجهزة تخزين الطاقة في الدنمارك، والتي اختارتها Photoncycle كسوق اختبار لها.

“كان بإمكاننا جمع 10 أضعاف المبلغ الذي جمعناه، في ضوء الاهتمام. يقول براندتزايج: “لكن بعد هذه الزيادة، ما زلت مالك الأغلبية”. “أردت الاحتفاظ بالسيطرة على العمل لأطول فترة ممكنة وعدم جمع رأس مال أكبر مما نحتاجه لجلب هذه الخدمة إلى السوق.”