مختصری بر نقش باتری در انرژی های تجدید پذیر

دسته بندی مقالات

با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی در سال­های اخیر و وابستگی بیش از حد به سوخت­های فسیلی غیرقابل تجدید پذیر، کمبود انرژی و مسائل زیست محیطی سبب شده است که توجه جهانی به سمت توسعه دستگاه­های ذخیره کننده انرژی با کارایی بالا جلب شود که به طور قابل توجهی کاهش دهنده آلودگی محیط زیست هستند. پیچیدگی سبک زندگی در عصر نوین و فراگیری تکنولوژی‌های وابسته به انرژی نیز سبب شده تا همواره برای تامین انرژی به فکر راه‌های جایگزین باشیم. از این رو سیستم­های کارآمد ذخیره­ ساز انرژی به فناوری­های اصلی برای یک جامعه مدرن انرژی محور تبدیل گردیده­اند. روند دیجیتالی شدن تجهیزات کاربردی بشر با رویکرد قابل حمل بودن آن‌ها، منجر شد تا طراحی منابع توان قابل حمل توجه محققین و صنعتگران را به خود جلب نماید. در میان تمام ابزارهای ذخیره کننده انرژی باتری­ها امروزه جز لاینفک زندگی عموم مردم برای تامین نیازهای متنوع جامعه مدرن مانند دستگاه­های الکترونیکی قابل حمل نظیر لپ­تاپ­ها، تلفن­های همراه، ایمپلنت­های پزشکی، اتومبیل­های هیبریدی/برقی و برای استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر در شبکه­های هوشمند و همچنین سیستم­های انتقال نیرو شده­اند.

به بیان خیلی ساده هر باتری یا پیل الکتریکی (ولتائیک) منبع تولید انرژی الکتروشیمیایی است که انرژی آزاد شده از یک واکنش شیمیایی را مستقیما به جریان الکتریسیته تبدیل می­کند، این انرژی در قطب‌های باتری قابل دریافت است. یک باتری معمولا از یک الکترود مثبت (کاتد)، یک الکترود منفی (آند)، یک جداکننده (سپرایتور) برای جدا کردن الکترودهای کاتد و آندی و یک الکترولیت (مخلوط حلال­های آلی، نمک و افزودنی) می­باشد، تشکیل شده است.

آنچه که امروز در قالب باتری‌های تجاری شناخته می‌شود در طول یک قرن اخیر دچار تحولات چشمگیری شده است. کاربردهای فراوان ذخیره سازی بخصوص در صنعت حمل و نقل و وسایل الکترویکی قابل حمل بیش از بقیه فشار تقاضا را براین فناوری تقویت کرده است. درکشورمان ایران متاسفانه عدم وجود قوانین محدودکننده منجر به مصرف بی­رویه انرژی­های فسیلی و غفلت از فرصت‌های انرژی پاک شده است. با این حال روند علمی چند ساله‌ی اخیر کشور در کنار توجهات ویژه به حوزه‌ی کسب و کارهای دانش بنیان، منجر به فعالیت­هایی در حوزه‌ی انواع باتری­های قابل شارژ (ثانویه) گردیده است. نظر به این موارد، در اسناد بالادستی به تعدد به توسعة این فناوریها اهمیت داده شده است که بطور مبسوط در “سند ملی توسعة فناوری سامانه­های ذخیره ساز انرژی الکتریکی” و همچنین “سند راهبردی و نقشة راه توسعة فناوری های طراحی، ساخت و تدوین دانش فنی ذخیره سازهای انرژی در صنعت برق” بدانها اشاره شده است. همچنین لازم به ذکر است که از اصلی ترین خروجی­های این حوزه فناوری در ایران تصویب طرح کلان “کسب دانش فنی، بومی ‌سازی و تولید صنعتی خانواده باتری­های لیتیومی” در سال 1392 توسط شورای عتف بوده است.

باتوجه به جهت گیری یکسان صنعت خودروهای برقی با ذخیره سازی مبتنی بر فناوری باتری­های نسل جدید، بدون شک زنجیرة خودروسازی در ایران و توابع آن دستخوش تغییرات جدی در آینده خواهند شد و مسائل مربوط به آن همچون آلودگی هوا، توسعة شبکة برق، تکمیل زنجیرة ارزش خودروهای الکتریکی، اشتغال و واردات و صادرات در این عرصه میبایستی متحمل فشارهای مضاعفی خواهند شد. بهمین ترتیب بکارگیری ذخیره سازی انرژی با استفاده از باتری­های نسل جدید نظیر لیتیومی برای انرژی­های تجدیدپذیر، نسل­های نوین مخابراتی و سیستم­های پشتیبان می­تواند به چالشی در توسعة این فناوری­ها در آینده تبدیل شود. آنچه از رصد تجارت، صنعت و علمی در دنیا مشهود است، فناوری ذخیره سازی انرژی با استفاده از باتری­ها و بخصوص نوع لیتیومی با رشد چشمگیری رو به افزایش است و بنظر نمی رسد در کوتاه مدت انقلاب فناورانة خاصی منجر به حذف آنها از چرخة اقتصادی و صنعتی کنونی دنیا گردد و فناوریهای پیشنهادی کنونی نیز تا حدود زیادی بر همین بستر بنا نهاده شده است.