De startup Form Energy heeft naar eigen zeggen de goedkoopste energieopslag ooit ontwikkeld. De ijzer-luchtbatterij kan voor ongeveer een tiende van de kosten van lithium ion energie opslaan.
Na een jaar geheimhouding heeft Form Energy, waarin onder meer Amazon-eigenaar Jeff Bezos geïnvesteerd heeft, eindelijk bekend gemaakt op welk werkingsprincipe hun revolutionaire accu berust. Oneerbiedig gezegd: een ijzer-luchtbatterij komt neer op het roesten van ijzer. Ontelbare kleine ijzerbolletjes worden blootgesteld aan de lucht, waardoor ze gaan roesten. Dat wil zeggen: ijzer vormt ijzeroxide. Wanneer het systeem onder stroom wordt gezet, verandert de roest weer in ijzer.
Reusachtige Form Energy testopstelling ijzer-luchtbatterij
Op laboratoriumschaal werkt de technologie nu. Nu is de startup aan het werk aan de eerste grootschalige testinstallatie, voor het elektriciteitsbedrijf Great River Energy in de Amerikaanse deelstaat Minnesota.
Oorspronkelijk was de bedoeling dat dit een 1 megawatt/150 MWh installatie zou worden. Het is nu een 100 megawatt installatie geworden. Dat de schaal van de proefinstallatie nu met factor 100 is vergroot, wil duidelijk zeggen dat de investeerders veel vertrouwen hebben in de nieuwe goedkope batterij.
De basiseenheid is ongeveer zo groot als een wasmachine. Hierin hangen de cellen, die bestaan uit een elektrode van ijzer en een zuurstofelektrode in een oplossing met een ijzerverbinding. De zuurstofelektrode is een membraan dat zuurstof doorlaat. Als er stroom door de oplossing heen gaat, verandert roest in ijzer en stoot de cel zuurstof uit.
De bedoeling van Form Energy is aardgascentrales overbodig te maken. Korte spanningspieken en dalen kunnen lithiumbatterijen wel opslaan. Maar voor langduriger opslag zijn ze te duur. Op dit moment vangen aardgascentrales nog de langduriger perioden in het opwekken van zon- en windenergie op.
Deze ijzer-luchtbatterijen moeten voor enkele dagen genoeg energie opslaan, zodat gascentrales niet meer nodig zijn. Dat maakt zonne-energie, maar vooral windenergie, veel aantrekkelijker.
IJzer-luchtbatterijen vervangen aardgascentrale
Windenergie is erg variabel. Er zijn momenten dat er heen veel windenergie vrijkomt, en momenten dat het vrijwel windstil is. Dus dit goedkope opslagsysteem voor windenergie komt als geroepen. Op dagen dat het hard waait, kunnen de batterijen worden opgeladen, en hun kilowatturen afgeven op momenten dat er geen wind is. Omdat de kans vrij klein is dat het weken achtereen niet waait, betekent dat dat we veel minder gas hoeven te verstoken om het elektriciteitsnet te laten werken.
Wat natuurlijk erg goed nieuws is voor de planeet.
De ijzer-luchtbatterij (en andere metaal lucht batterijen) vormen een redelijk nieuwe technologie, maar bestaat al meer dan tien jaar.
In theorie kunnen per liter ijzer-luchtbatterijen nog meer energie opslaan dan een lithium-ion batterij, omdat het gaat om een reactie tussen puur ijzer en lucht. Bij energieopslag op de grond is gewicht niet zo belangrijk. De batterij blijft immers toch stilstaan. Lage kosten voor opslag, des te meer.