극단론자

빌 게이츠(Bill Gates)가 지원하는 스타트업 안토라 에너지(Antora Energy)는 가능한 최저 비용으로 재생 에너지를 저장한 후 이를 전기 또는 산업 공정 열로 효율적으로 방출하도록 설계된 컨테이너형 모듈식 열 배터리 출시를 준비하고 있습니다.

이 모든 것은 중공업 탈탄소화라는 이름으로 이루어졌습니다. 이는 간단히 수행해야 하는 작업이자 재생 가능 에너지의 간헐적 특성을 고려할 때 까다로운 작업입니다. 필요에 따라 열을 생성할 수 있는 화석 연료가 있는 경우 공장을 연중무휴 24시간 가동하는 것은 쉽지만, 태양이 빛나지 않는 경우에는 어떻게 될까요?

우리는 해결책을 제안하는 Rondo의 "벽돌 토스터" 열 배터리에 대해 이전에 쓴 적이 있습니다. 저렴한 재생 가능 에너지를 사용하여 단열 용기에 있는 일반 오래된 점토 벽돌을 가열한 다음 필요에 따라 화학 물질 비용의 5분의 1 비용으로 해당 에너지를 회수합니다. 배터리는 최대 1,500°C(2,700°F)에서 공정 열 형태로 발생합니다. 저렴하고 풍부한 재료를 사용하여 Rondo는 15년 이내에 전 세계 CO2 배출량을 15% 줄이는 목표를 가지고 이 솔루션을 엄청난 규모로 배포하기를 희망합니다.

Antora는 자사의 탄소 기반 시스템이 2,000°C(3,632°F) 이상의 에너지를 저장할 수 있어 에너지를 열과 전기로 추출하는 방식을 바꾸기 때문에 훨씬 더 저렴하고 유용할 수 있다고 믿습니다. 매우 효율적인 열광전지 패널.

공동 창립자이자 CEO인 Andrew Ponec는 Medium 게시물에서 Antora의 탄소 블록 선택에 대해 설명했지만 본질적으로 다음과 같습니다.

Ponec은 "탄소의 극한 온도 안정성의 마지막 이점은 열 전달과 관련이 있습니다."라고 썼습니다. "복사 열 전달은 소스 객체의 온도를 4승(T⁴)으로 높인 것에 비례합니다. 따라서 온도를 두 배로 높이면 복사 열 전달이 16배 증가합니다. 이는 강력한 스케일링 요소입니다! 결론은 온도에서 1,500°C 이상에서는 열 전달이 실온에서와는 완전히 다르게 작동합니다. 복사는 전도와 대류를 지배합니다. 예를 들어, 2,000°C에서는 열 전달의 99% 이상이 전도와 대류가 아닌 빛을 통해 발생합니다. "

따라서 Antora의 시스템은 빛 복사를 사용하여 탄소 벽돌의 열 발광을 활용합니다. Ponec은 이를 "대안보다 훨씬 간단하고 저렴하며 신뢰할 수 있다"고 설명합니다. 고객이 에너지를 다시 열로 원할 경우 시스템은 증기, 뜨거운 공기 또는 기타 공정 유체가 포함된 튜브를 가열하여 열이 필요한 시설 주변으로 배관할 수 있습니다.

고객이 전기를 원할 경우 Antora는 열을 변환하여 이를 제공할 수 있습니다. "우리는 전기를 생산하기 위해 변형된 광전지 패널(태양광 패널과 유사)에 빛을 비춥니다"라고 Ponec은 설명했습니다. "우리 팀은 움직이는 부품 없이 단 몇 마이크로미터의 재료만으로 복사열을 전기로 변환하는 세계 기록을 경신하는 고체 열 엔진을 개발했습니다. 이것은 나중에 이야기할 이야기이지만 지금은 꽤 대단하다고만 말씀드리겠습니다. 열을 전기로 변환할 수 있는 작고 전력 밀도가 높으며 확장 가능하고 효율적인 장치를 갖는 것이 유용합니다!"

이것은 우리가 작년에 쓴 MIT의 획기적인 열광전지(TPV) 전지를 생각나게 합니다. 이 전지는 약 40%의 효율 수준에서 열을 전기로 변환할 수 있습니다. 이는 평균 35%에 가까운 소박한 증기 터빈보다 훨씬 더 나은 성능입니다. 실제로 관련 연구자들은 흑연 기반 열 저장 및 회수 시스템을 주요 목표 중 하나로 언급했습니다.

Antora도 MIT에서 분사한 회사이기 때문에 Antora의 탄소 열 배터리 시스템에 사용되는 것이 실제로 이 TPV 열 엔진일지 궁금했습니다. 그러나 아니요, 별도의 팀이 개발한 다른 갈륨 인듐 비소 TPV 셀을 사용하는 것으로 보입니다. 효율성은 지난 11월 Joule 저널에 발표된 논문에서 38.8%로 입증되었습니다.

Antora는 MIT 뉴스에 이미 이러한 TPV 셀을 위한 제조 시설을 열었다고 말했습니다. 이는 연간 2MW의 예상 용량을 갖춘 세계에서 가장 큰 공장입니다. 미국 전역에서 30~60MW 범위의 산업 프로젝트를 진행하고 있으며 2025년경부터 탄소 배터리 설치가 온라인으로 시작될 것으로 예상하고 있으며 공격적으로 확장하기를 희망하고 있습니다.