قصّة أول بطارية هيدروجين منزلية في العالم

لكي تحظى بنظام طاقة شمسية منزلية فاعل يحقّق لك قدرًا من الاستقلال عن شبكة الكهرباء التقليدية بكلّ ما تحمله من مشكلات، يجب أن تكون قادرًا على تخزين الطاقة التي تضمن الإمدادات في غياب الشمس.

عادةً ما يفعل الناس ذلك باستخدام أنظمة بطاريات الليثيوم، مثل (باور وول 2) التي تنتجها شركة تيسلا، لكن شركة لافو الأسترالية نجحت في إنتاج أوّل بطارية هيدرجين منزلية قادرة على تخزين الطاقة بمعدّل 3 أضعاف بطارية الليثيوم، وتكفي لتزويد المنزل بالطاقة لمدّة يومين.

يمكنك وضع البطارية بأحد جوانب منزلك، وتخزين الطاقة الزائدة في صورة هيدروجين.

بطارية صعبة السرقة

تزن بطارية الهيدروجين -التي تسمّى (لافو غرين إنرجي)- 324 كيلوغرامًا، ما يجعلها صعبة السرقة.

ما عليك إلّا أن تقوم بتوصيل البطارية بالعاكس الشمسي الخاصّ بك -يجب أن يكون هجينًا-، والمياه الرئيسة -من خلال وحدة تنقية-، حيث تستخدم الطاقة الزائدة لتحليل المياه، وإطلاق الأكسجين وتخزين الهيدروجين عند ضغط 30 بار، وهي وحدة قياس للضغط لا تتبع النظام الدولي للوحدات، أو 435 رطلًا لكلّ بوصة مربّعة.

تخزّن بطارية الهيدروجين المبتكرة ما يقرب من 40 كيلوواط/ساعة من الطاقة، أي 3 أضعاف الطاقة الحاليّة لبطارية الليثيوم (باور وول 2)، وتكفي لتشغيل منزل في المتوسّط، ​​لمدة يومين.

طريقة عمل البطارية الهيدروجينية

عندما تكون هناك حاجة إلى هذه الطاقة، يعتمد نظام التخزين الجديد على خلية وقود لتوصيل الطاقة إلى المنزل، بالإضافة إلى بطارية ليثيوم عازلة صغيرة بطاقة 5 كيلوواط/ساعة، للاستجابة الفورية.

يمكن الاتّصال بذلك النظام من خلال تقنية (واي- فاي)، وتطبيق هاتف للمراقبة والتحكّم، كما يمكن للشركات التي تحتاج إلى طاقة أعلى تشغيل العديد منها بالتوازي، لتشكيل "محطة طاقة افتراضية ذكية".

وفيما يتعلّق بسعر بطارية الهيدروجين، فإنه يبلغ 34 ألفًا و750 دولارًا أستراليًا (26 ألفًا و900 دولار أميركي)، وهو ما يعادل 3 أضعاف سعر بطارية باور وول 2 في أستراليا.

من المقرّر أن ينخفض ​​هذا السعر إلى 29 ألفًا و450 دولارًا أستراليًا (22800 دولار أميركي)، في الربع الأخير من عام 2022، وعند هذه المرحلة، تقول لافو، إنها ستكون متاحة دوليًا.

أفضل ميزة في البطارية الهيدروجينية

تقول شركة لافو: إن العمر الافتراضي للأجزاء الرئيسة أطول كثيرًا، حيث تدوم 30 عامًا، مقارنةً بنحو 15 عامًا لبطارية الليثيوم.

ولا توجد أيضًا موادّ كيميائية سامّة تستوجب تدابير للتخلّص منها بعد ذلك.

معايير الأمان

تعدّ مسألة الأمان قضية مفتوحة للنقاش، حيث تقول لافو، إن أيّ تسرّب سيتصاعد ويتشتّت بسرعة، حيث لا توجد فرصة كبيرة لحدوث حريق أو انفجار، مشيرةً إلى أن الهيدروجين "بطبيعته ليس أكثر خطورة من أنواع الوقود التقليدية الأخرى، مثل البنزين أو الغاز الطبيعي".

لكن من العدل- والكلام للشركة الأسترالية- أن نقول، إنه يمكن أن يحدث حريق في حالات نادرة، نتيجة لمثل هذا الخلل الفنّي.

كفاءة التخزين

بالنسبة لمعايير الكفاءة، تخزّن بطاريات الليثيوم الطاقة وتصدّرها بأقلّ خسائر، فمقابل كلّ كيلوواط/ساعة تولّده المصفوفة الموجودة على السطح وتخزّنه البطارية، يمكن استعادة أكثر من 90% منه، لكن عملية توليد الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام غشاء تبادل البروتون فعّالة بنسبة 80% فقط، لذلك يفقد هذا النظام 20% من الطاقة المخزّنة على الفور.

يشار إلى أن غشاء التبادل البروتوني، أو غشاء البوليمر بالكهرباء، عبارة عن غشاء شبه منفذ يُصنع عمومًا من المتماثرات الشاردة، ومصمّم لتوصيل البروتونات في أثناء العمل بصفة عازل إلكتروني وحاجز متفاعل، على سبيل المثال، للأكسجين وغشاء الهيدروجين

ليس هذا فحسب، إنما سيزيد الفاقد من الطاقة إلى نحو 50% في عملية تحويل الهيدروجين مرّة أخرى إلى طاقة، من خلال خلية وقود.

لذلك لا يتطلّب الأمر مزيدًا من الطاقة فحسب، بل قد يبدو نظام تخزين طاقة الهيدروجين بطاقة 40 كيلوواط/ساعة كما لو كان نظاما يوفّر 20 كيلوواط/ساعة فقط، عند محاولة استعادة الطاقة منه.

أقصى طاقة مستمرّة

ما يقتل البهجة في هذا الابتكار -على الأقلّ في الوقت الحالي- هو أن أقصى طاقة مستمرّة لهذا النظام تبلغ 5 كيلوواط، حيث يُفترض أن هذه المحدودية ترتبط بإنتاجه خلية الوقود.

يشار إلى أن هناك أنظمة تكييف تحتاج إلى أكثر من 7 كيلوواط، ومن ثمّ فإن معدّل الطاقة المستمرّ ستكون مشكلة تستوجب إبقاء الاتّصال بشبكة الكهرباء التقليدية نشطًا لحين البحث عن حلول عملية لهذه الإشكالية.

ومع ذلك، لا تزال هذه التجربة في مهدها، لكنّها تكتسب أهمّية نظرًا للزخم الذي تحظى به طاقة الهيدروجين في قطاع الطاقة حاليًا.

ومن ثمّ، من غير المنطقي أن تنافس بطارية الهيدروجين بقوّة في هذه المرحلة نظيراتها من بطاريات الليثيوم.

اقرأ المزيد..

• سوق البطاريات الأوروبية.. لائحة مشددة لمعايير الاستدامة والتدوير

• انتعاشة خضراء.. إسكتلندا تدعم تطوير الطاقة الهيدروجينية

• ألمانيا توقّع مع أستراليا وتبحث مع فرنسا مشروعات طاقة الهيدروجين

• تركّز على الكهرباء والهيدروجين.. تفاصيل تعديلات لائحة شبكات الطاقة الأوروبية

• الهيدروجين وتخزين الكربون.. العالم يتّجه للطاقة المستدامة