革命性儲能集大成系統 CLES,發電產電製氧功用集於一身

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 29 日 16:00 | 分類 尖端科技 , 能源科技 , 電力儲存 follow us in feedly

如果每戶家庭都有一台發電、儲電、空調、供暖與氫燃料充電「all-in-one」機器,大概可以為住家省下許多能源成本,甚至可以達到 100% 電力自給自足,而這夢想並非遙不可及,目前已有廠商研發集大成技術,可望 18 個月後開始販售該家用系統。




澳洲紐卡索大學(UoN)與澳洲公司 Infratech Industries 致力於研發集大成能源設備,並稱呼其為化學迴圈能源需求系統(Chemical Looping Energy-on-Demand System,CLES),該系統在 2017 年 4 月公布於世,專為醫院、退休社區或類似規模的商業建築設計,不僅可提供電力,還可用於供暖與製冷、製造氧氣和氫氣,可說是發電機與電池的組合。

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熱並產生蒸氣,藉由蒸氣驅動發電機,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始人 Behdad Moghtaderi 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。

系統核心晶體受到智慧財產權保護,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,屆時晶體將會置於替換匣(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築供暖,提供熱水或用於製冷,或是調整製程,製造出氫氣,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,避免建築受到停電影響,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、供暖與製冷,就像儲能系統界的瑞士刀,可以一機多用。

而第二種模式為「Energy on Demand」,系統將不斷利用天然氣讓氧化還原穩定運行,CLES 天然氣-電力目前轉換效率約為 45%,讓建築電力與其他功用不會中斷,也可以減少系統對電網依賴,並降低三分一的碳排量。

CLES 除了能節省電費,住戶也可以販售多餘的氧氣或是氫氣,不過研究人員也指出,目前尚未開發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,廠商會製造一個氧氣瓶,並挨家挨戶收集氧氣,用於醫院與退休社區

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,其最大發電量為 30KW,日發電量可達 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 裝置於個別家庭。

Moghtaderi 表示,團隊正在研發小型化版本,試圖將反應爐、各個設備縮小,並能全部置於小型冰箱大小的機器中,預計在 18 個月後推出,而家用 CLES 的性能將會優於特斯拉,成本也是特斯拉家用儲能系統的 75%,並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。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;圖片來源:Infratech Industries