في صناعة التكنولوجيا، ربما تكون بطارية الليثيوم (Li) هي الأكثر شيوعًا. ومع ذلك، فإن Li ليس المادة الوحيدة القادرة على صنع بطارية. الصوديوم (Na) هو أيضًا خيار آخر. ومع ذلك، تمامًا مثل Li ، فإن Na لها مزاياها وعيوبها. في الآونة الأخيرة، أصبحت بطارية الفاناديوم (V) “مبتدئًا” في عائلة تخزين الطاقة الكهروكيميائية. في يونيو، كانت هناك تقارير تفيد بأن محطات تخزين الطاقة الكهروكيميائية الكبيرة يجب ألا تستخدم بطارية Li ثلاثية أو بطارية كبريت الصوديوم أو بطارية echelon. إذا كانت الصناعة لا تستطيع استخدام Li أو Na ، فما هو الخيار التالي؟ حسنًا، أدى الحظر المفروض على Li و Na إلى الحاجة إلى الفاناديوم (V). برجاء ملاحظة أن “Vanadium” يظهر بالحرف “V” في معظم أجزاء المقالة.
في الواقع، بعد الحظر، ارتفع مؤشر قطاع البطاريات V بنسبة 3.69٪. وارتفع سهم V and Titanium (Ti) بنسبة 9.96٪. كما ارتفع ثاني أكسيد التيتانيوم النووي الصيني ومخزونات أخرى مع مفاهيم تخزين الطاقة إلى درجات مختلفة. ومع ذلك، وصل سعر سهم V و Ti إلى السقف. بل كانت هناك أفكار مفادها أن V سيقود Li.
عدة استثمارات في بطارية الفاناديوم
بعض العلامات التجارية لديها بالفعل تخطيطها للاستثمارات في بطارية V. تكشف Longbai Group عن أحدث اتجاه في تصميم بطارية V. يُجري معهد أبحاث مواد البطاريات التابع للشركة حاليًا بحثًا وتطويرًا لتكنولوجيا V. في المستقبل، ستعمل بنشاط على الترويج لمواد V … “. ومع ذلك، فإن وضع سوق بطاريات V سيحدد الاتجاه.
ستشتري Detai Energy Storage 65٪ من أسهم شركة Dunhuang Huihong Mining Development Co.، Ltd. ، وهي شركة موارد فاناديوم. سوف تستثمر Detai Energy Storage أيضًا في Zhangjiagang Shazhou Electric Power Co.، Ltd. 2 × 1000MW وحدة تخزين طاقة بطارية التدفق السائل V بالكامل. أصبح V الآن شائعًا ليس فقط من حيث المبيعات ولكن أيضًا من حيث التمويل. يأتي المستثمرون باستمرار لمناقشة فكرة التمويل. تتوقع جمعية صناعة الطاقة الكيميائية والفيزيائية في الصين أن تصل سعة بطارية تدفق الأكسدة والاختزال V إلى 4GW بحلول عام 2025. ويستند هذا إلى معدل نمو بنسبة 10٪ في تخزين الطاقة الكهروكيميائية.
كان خيار V موجودًا منذ حوالي 50 عامًا
في كثير من الحالات، عندما يكون هناك خيار جيد، لا أحد يفكر في التغيير. هذا هو الحال مع V. في وقت مبكر من عام 1974، وبتمويل من وكالة ناسا، اقترح ثالر نوعًا جديدًا من بطاريات تدفق تكنولوجيا تخزين الطاقة الكهروكيميائية. كانت هذه البطارية قبل بطارية V.
بعد عشر سنوات، نجحت الأستاذة ماريا كازاكوس من جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا في تطوير بطارية V. في عام 1986، حصل نظام بطارية تدفق الأكسدة الخامس من قبل الأستاذة ماريا كازاكوس على براءة اختراع. هذا يمثل الولادة الحقيقية لبطارية الفاناديوم. في وقت لاحق، تم بيع براءة الاختراع إلى جامعة نيو ساوث ويلز.
في عام 1997، أعادت جامعة نيو ساوث ويلز بيع حق براءة الاختراع لشركة التعدين بيناكل الأسترالية. بعد فترة وجيزة من الحصول على براءة الاختراع، وجد Pinnacle أن البحث عن بطارية V بعيدًا عن البساطة. ووجدت أيضًا أنه لا يمكنها صنع أي منتج. في عام 1999، مُنح Pinnacle تراخيص براءات الاختراع في اليابان وأفريقيا. تم منح براءة الاختراع لشركة Sumitomo Corp. و Canada Vanteck Corp.
أخبار الأسبوع Gizchina
كان تطوير بطارية الفاناديوم نشطًا
في حوالي عام 2001، قامت شركة Sumitomo Electric ببناء عدد من جميع أنظمة تخزين طاقة بطارية تدفق الأكسدة على شكل V. استخدمتها للمكاتب ومصنع إمدادات الطاقة. كما أنها تدعم مرافق أخرى مثل مزارع الرياح والصفيفات الكهروضوئية في ملعب الجولف.
اشترت Vanteck 59 ٪ من أسهم Pinnacle واشترت حقوق براءات الاختراع الأساسية. في العام التالي، غيرت اسمها إلى شركة تطوير تكنولوجيا نظام تخزين طاقة بطارية الفاناديوم (نظام طاقة VRB). اشترت شركة VRB Power System طاقة موثوقة في عام 2004. وكانت تتحكم في سوق بطاريات تدفق الأكسدة V في أمريكا الشمالية. كما أصبحت أكبر علامة تجارية لبطاريات تدفق الأكسدة في العالم في ذلك الوقت.
تم إصدار VRB استنادًا إلى مفهوم بطارية V. وبالتالي، لم يكن لديها منتجات ناضجة. إضافة إلى ذلك إلى الأزمة المالية في عام 2008، أصبحت العلامة التجارية مفلسة واضطرت إلى التصفية.
أعطى الموقف مع VRB أيضًا فرصة لشركة V أخرى للبحث والتطوير، Pu Neng. بعد وقت قصير من بدايته، تلقى Pu Neng أموالًا من DFJ و DTong. منذ ذلك الحين، ظلت بطارية V ثابتة في الأبحاث الصينية. على سبيل المثال، في 11 يونيو 2020 ، أعلن معهد داليان للفيزياء الكيميائية، الأكاديمية الصينية للعلوم، عن تطوير ناجح لجيل جديد من بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال منخفضة التكلفة وعالية الطاقة. في عام 2015، أعلنت شركة Panzhihua للحديد والصلب أن بطارية Panzhihua Iron and Steel V-Ti قيد الإنتاج الضخم. ومع ذلك، في السنوات العشر الماضية، كان نمو V بطيئًا. لم تكن هناك قفزة كبيرة وكان يلعب دورًا جانبيًا.
لماذا الشعبية المفاجئة لبطارية الفاناديوم
السبب الرئيسي هو قرار إدارة الطاقة الوطنية بعدم استخدام البطاريات العادية. تكتسب بطارية V الآن تأثيرًا من القرار. عند بناء محطة طاقة كبيرة لتخزين البطاريات الكيميائية، فإن الفكرة الأولى هي السلامة. بالنسبة لأنواع البطاريات الأخرى، توجد أيونات الإلكتروليت لبطارية تدفق الأكسدة والاختزال في المحلول المائي. لن يكون هناك هروب حراري أو حرق أو انفجار. يمكننا تقديم شخصية البطارية في جملة واحدة … “إنها أكثر أمانًا ولكن من الصعب تطويرها”.
بالإضافة إلى الأمان، تتميز بطارية V بميزة أخرى، فهي متينة. لكن هذه الميزة هي أيضًا أحد الأسباب التي تجعلها معقدة في الماضي. بالمقارنة مع بطارية Li ، تتمتع بطارية V بعمر طويل. ومع ذلك، فهي كبيرة الحجم أيضًا. يبلغ حجم بطارية V بنفس الطاقة حوالي 5 أضعاف حجم بطارية Li. كانت الصناعة تبحث عن أجهزة “أصغر حجمًا وأخف وزنًا”. هذا يعني أن V ليس خيارًا.
يمثل الاحتياطي العالمي لموارد Li الصينية 7٪ فقط مقارنة بعام 2021. ويمثل الناتج أقل من 15٪. هذا يدل على أن الصين بحاجة إلى الابتعاد عن بطارية Li. هذا لأن صناعة بطاريات Li تعتمد في الغالب على موارد من خارج الصين.
بالطبع، بطارية V ليست مثالية. إحدى المشكلات المتعلقة بها هي التكلفة الأولية المرتفعة. ومع ذلك، لا تزال هناك مخاطر معينة في إنتاج بطارية V. لا يزال تطوير البطارية غير ناضج في الوقت الحالي.