Βανάδιο, το κλειδί στην αποθήκευση ενέργειας;
Βαναδινίτης
Θραύσματα σιδηροβανάδιου
Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - όπως η ηλιακή και αιολική - είναι μια χαρά, όταν ο άνεμος φυσάει αρκετά ισχυρά και τροφοδοτεί τις ανεμογεννήτριες ή όταν ο ήλιος θερμαίνει τους ηλιακούς συλλέκτες. Το πρόβλημα, βέβαια, είναι ότι η ενέργεια που παράγουν είναι διαλείπουσα. Ο άνεμος έχει μια ενοχλητική συνήθεια να εξασθενεί, όπως και ο ήλιος να κρύβεται πίσω από τα σύννεφα.
Ερευνητές της αιολικής και ηλιακής ενέργειας αντιμετωπίζουν ένα ακόμη δίλημμα, και αυτό είναι ο τρόπος για να αποθηκεύουν την ενέργεια που παράγουν, πριν αυτή διοχετευθεί στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα καλό παράδειγμα είναι αυτό που συμβαίνει στη Χαβάη. Το νησιωτικό κράτος είναι η ιδανική τοποθεσία για την ηλιακή ενέργεια, όχι μόνο λόγω της υψηλής ηλιοφάνειας , αλλά κυρίως λόγω της απόστασης και της έλλειψης ορυκτών καυσίμων κάτι που καθιστά το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας 3 φορές ψηλότερο από το μέσο όρο των ΗΠΑ. Για να μειώσει τους λογαριασμούς ενέργειας, το 10 % της Χαβάης έχει εγκαταστήσει ηλιακούς συλλέκτες στις στέγες των σπιτιών. Όλα καλά μέχρι στιγμής.
Όμως την περασμένη χρονιά, η κρατική μονοπωλιακή εταιρεία Heco άρχισε να αρνείται να συνδέεται με ηλιακούς συλλέκτες και να αγοράζει ενέργεια από μερικούς κατοίκους, λόγω των φόβων ότι το δίκτυο θα μπορούσε να παρουσιάζει πλεόνασμα , όταν οι ακτίνες του ήλιου είναι ισχυρότερες. Το ίδιο πράγμα συμβαίνει και στην ηλιόλουστη Καλιφόρνια, όπου το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ενέργειας παράγεται από το μεσημέρι έως τις 4. Η πλειοψηφία των ενεργειακών αναγκών παρατηρείται το βράδυ, για τα φώτα, τα ψυγεία, τα κλιματιστικά κά την ίδια περίπου ώρα.
Ο καλύτερος τρόπος είναι να αποθηκεύεται η ενέργεια όταν βρίσκεται σε πλεόνασμα και να διανέμεται κατά τη διάρκεια των φορτίων αιχμής, και να απελευθερώνεται σταδιακά.
Ένας τρόπος είναι να αντλείται μέσω-υδροηλεκτρικής ενέργειας. Το Bath County Hydro στη Βιρτζίνια, είναι ο μεγαλύτερος σταθμός υδροηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο, καθώς επίσης και μεγαλύτερης αποθήκευσης ενέργειας. Δύο δεξαμενές, η μία πάνω από την άλλη, λειτουργούν ως ένα είδος φράγματος για την παραγωγή ενέργειας, όταν η ζήτηση είναι υψηλή, και αποθηκεύουν ενέργεια σε περιόδους χαμηλής χρήσης. Όμως οι εγκατάσταση κοστίζει πολύ ακριβά περίπου 1,6 δισ. δολάρια, και αυτή είναι τιμή μόλις του 1985.
Μια άλλη εναλλακτική λύση που έχει έρθει πιο πρόσφατα στο προσκήνιο, είναι με την τεχνολογία που προέρχεται από το βανάδιο. Το όνομά του προέρχεται από την Σκανδιναβική θεά της ομορφιάς, Vanadis, η κύρια χρήση του βαναδίου είναι για την ενίσχυση του χάλυβα. Ρίχνοντας λίγο βανάδιο σε μια παρτίδα του χάλυβα επιτρέπει στη χαλυβουργία να χρησιμοποιήσει 40 % λιγότερο υλικό. Το μέταλλο χρησιμοποιείται επίσης σε σούπερ κράματα και σε εφαρμογές αεροδιαστημικής, τα οποία απαιτούν 99,9% καθαρότητα. Ο Henry Ford το είχε χρησιμοποιήσει στην πρώτη Model T.
Χημικοί έχουν ανακαλύψει μια άλλη χρήση για το βανάδιο. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μέσω δύο δεξαμενών βαναδίου διαλύεται σε θειικό οξύ, δημιουργεί ένα είδος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας που ονομάζεται "μπαταρία βαναδίου οξειδοαναγωγής". Κύρια πλεονεκτήματα της μπαταρίας είναι η σταθερότητα της - μπορεί να επαναφορτιστεί μέχρι και 20.000 φορές χωρίς να χάσει την απόδοση, που σημαίνει μια πιθανή μακρά διάρκεια ζωής που είναι επίσης επεκτάσιμη, που σημαίνει ότι προσφέρει σχεδόν απεριόριστη ικανότητα συσσώρευσης σε μεγαλύτερες δεξαμενές αποθήκευσης.
Ενώ η τεχνολογία είναι ακόμα εν τη γενέσει και δαπανηρή, μία εταιρεία βλέπει μπροστά και έχει ανοίξει το πρώτο ορυχείο βαναδίου στις Ηνωμένες Πολιτείες και ελπίζει να γίνει ο ακρογωνιαίος λίθος μιας νέας αγοράς αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας στη Βόρεια Αμερική. Το βανάδιο θα εξορύσσεται από τη Νεβάδα. Το ορυχείο βρίσκεται ήδη σε πλήρη λειτουργία. Η ηλιακή ενέργεια που χρησιμοποιείται για την λειτουργία του ορυχείου θα αποθηκεύεται σε μια μπαταρία βαναδίου ροής, χρησιμοποιώντας το εξορυσσόμενο βανάδιο ως πρώτη ύλη.
Πρόκειται για μια τεράστια νέα βιομηχανία, μια βιομηχανία τρισεκατομμυρίων δολαρίων σε παγκόσμιο επίπεδο, που έχει ήδη αρχίσει στην Ασία .Η Κίνα,έχει θέσει ως στόχο να επιτύχει την αποθήκευση του 5% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, όχι μόνο από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Το βανάδιο είναι αργυρόλευκο μέταλλο, με ισχυρή λάμψη , μαλακό και εύθρυπτο. Παρουσιάζει μεγάλη ανθεκτικότητα στη διάβρωση, καθώς δεν προσβάλλεται από καυστικά αλκάλια, υδροχλωρικό οξύ και θειικό οξύ, δεν αντιδρά με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας ούτε προσβάλλεται από το θαλάσσιο νερό. Συναντάται σε περίπου 65 διαφορετικά ορυκτά, τα σημαντικότερα από αυτά είναι ο καρνοτίτης ,ο βαναδινίτης, o ροσκοελίτης και o πατρονίτης .Παρατηρείται επίσης, σε ορισμένα κοιτάσματα αργού πετρελαίου, ορυκτών ανθράκων και βιτουμενίτες. Η εμφάνισή του εκεί πρέπει να συνδέεται με οργανισμούς (εχινοδέρμα), όπου υποκαθιστά εν μέρει το σίδηρο στην αιμοσφαιρίνη. Φασματοσκοπικά έχει εντοπιστεί η ύπαρξή του σε αρκετά άστρα.
Χρησιμοποιείται στην κατασκευή ειδικών κραμάτων, ιδιαίτερα χαλύβων, καθώς αποτελεί σημαντικό παράγοντα σταθεροποίησης των σιδηροκαρβιδίων, ως συμπληρώματα διατροφής για το body building επειδή αυξάνουν την παραγωγή ινσουλίνης, στην κεραμεική και είναι από τους σημαντικότερους καταλύτες της πετροχημικής βιομηχανίας και στην παρασκευή θειικού οξέος.
Γεωδίφης
Πηγές
1.Oilprice.com
2.Βικιπαίδεια