بزرگترین باتری دنیا در واقع یک جفت دریاچه است!
از سال ۲۰۲۰، بزرگترین باتری یون لیتیم دنیا به شبکه برق کالیفرنیا جنوبی وصل شده است و می‌تواند ۲۵۰ میلیون وات انرژی تهیه کند، یا برای تامین ۲۵۰,۰۰۰ خانه کافی است. ولی این در واقع بزرگترین باتری دنیا نیست: این دریاچه‌ها هستند.
صبر کن – چگونه ممکن است یک جفت دریاچه یک باتری باشد ؟ تعریف کردن یک باتری به جواب دادن این سوال کمک می کند: باتری به سادگی چیزی است که انرژی را ذخیره و در صورت تقاضا آن را آزاد می‌کند. باتری‌های یون لیتیمی که گوشی‌ها، لپ تاپ‌ها، و ماشین‌هایمان را روشن می‌کنند، فقط یک نوع باتری هستند. آنها انرژی را در یون‌های لیتیم ذخیره می‌کنند. برای آزاد کردن انرژی، یون‌ها از الکترون‌هایشان جدا می‌شوند، سپس در دگر انتهای باتری به عنوان یک مولکول جدید با انرژی کمتر دوباره می‌پیوندند.
این دو دریاچه چگونه انرژی را ذخیره و آزاد می‌کنند ؟ اولا، یکی از دیگر ۳۰۰ متر بالاتر است. الکتریسیته پمپ‌هایی را که میلیاردها لیتر آب را از دریاچه‌ی پایینتر به دریاچه‌ی بالاتر پمپاژ می‌کنند را تامین می‌کند. این کار با دادن انرژی پتانسیل گرانشی بیشتر به آب انرژی را ذخیره می‌کند. سپس، هنگامی که تقاضای زیادی برای برق وجود دارد، دریچه‌ها باز می‌شوند، که باعث آزاد شدن انرژی ذخیره شده توسط جریان آب می‌شود تا ۶ توربین غول‌آسا را روشن کند که می‌توانند ۳ میلیارد وات انرژی را برای ۱۰ ساعت تولید کنند.
ما قرار است به باتری‌های غول‌آسای بیشتر نیازمند شویم. چونکه الان، تولید الکتریسیته کافی برای تامین دنیا، مقدار ناپایداری گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کند: ۱۴ میلیارد تن در سال. ما باید این عدد را به صفر برسانیم. ولی تعداد زیادی از منابع انرژی پاک نمی‌توانند ۲۴/۷ الکتریسیته تولید کنند. پس برای تغییر، ما نیازمند روشی هستیم که انرژی را تا زمان مورد نیاز ذخیره می‌کند. که به این معناست ما نیازمند باتری‌هایی در مقیاس شبکه‌ای هستیم: باتری‌هایی به اندازه کافی بزرگ که می‌توانند چندین شهر را تامین کنند.
متاسفانه، هیچکدام از باتری‌های غول‌آسایی که تا الان بحث کرده‌ایم نمی‌توانند این مشکل را حل کنند. مدل دو دریاچه نیازمند جغرافیای مشخصی است، فضای زیادی را اشغال می‌کند، و هزینه‌ی پیشاپیش زیادی برای ساخت می‌خواهد. باتری غول‌آسای یون لیتیم در کالیفرنیا، در همین حال، می‌تواند ۲۵۰,۰۰۰ خانه را تامین کند، بله، ولی فقط برای یک ساعت. باتری‌های یون لیتیم برای کارهایی که انرژی زیادی نمی‌خواهند کارآیی دارند. ولی برای ذخیره کردن انرژی زیاد، باید بزرگ و سنگین باشند. به همین دلیل است که هواپیماهای برقی وجود ندارند: بهترین هواپیمای برقی تنها می‌تواند دو نفر را برای تقریبا ۱,۰۰۰ کیلومتر با یک شارژ حمل کند، وگرنه باتری‌های آن برای پرواز بیش از حد سنگین خواهند بود. یک جت تجاری می‌تواند ۳۰۰ نفر را برای بیش از ۱۴,۰۰۰ کیلومتر قبل از سوختگیری حمل کند. همچنین باتری‌های یون لیتیم برای ساخت نیازمند فلزات سنگین خاصی هستند. این منابع محدود هستند، و استخراج آنها اغلب باعث صدمات محیطی می‌شود.
مخترعان در سراسر جهان در حال قبول کردن این چالش ساختن باتری‌هایی برای برآورده کردن نیازهایمان هستند – بیشتر آنها حتی از دو دریاچه نیز عجیبتر هستند.
یک شرکت در حال ساخت یک باتری آسمان خراشی است. وقتی که خورشید می‌تابد، یک جرثقیل تامین شده توسط انرژی خورشیدی بلوک‌هایی را در بالای یک برج انباشته می‌کند. در شب، جرثقیل اجازه می‌دهد تا جاذبه بلوک‌ها را به پایین بکشد و از نیروی حاصله برای چرخش ژنراتورها استفاده می‌کند.
اگرچه برخی شکست‌های اولیه وجود داشته‌اند، یک روش امیدوارکننده دیگر، شامل است از گرم کردن نمک‌ها تا زمانی که ذوب شوند. نمک مذاب می‌تواند تا زمانی که تقاضای زیادی برای الکتریسیته وجود دارد ذخیره شود، سپس برای جوشاندن آب استفاده می‌شود. این بخار می‌تواند توربین‌ها را برای تولید الکتریسیته تامین کند.
ایده‌ای دیگر: باتری‌های زیستی ساخته شده از کاغذ، تامین شده توسط باکتری‌ها، و فعال شده توسط آب دهان. باکتری‌ها هنگام متابولیزه کردن گلوکز انرژی را در قالب الکترون‌ها آزاد می‌کنند، و حداقل یک نوع از باکتری‌ها می‌تواند این الکترون‌ها را از غشاء خود به بیرون منتقل کند، که باعث تکمیل یک مدار می‌شود. در حالی که این باتری‌ها نمی‌توانند یک شهر، یا حتی یک خانه را تامین کنند، آنها نگرانی‌های ضایعات و هزینه باتری‌های سنتی را ندارند.
از دریاچه‌های وسیع کوهی تا باکتری‌های میکروسکوپی، از باتری‌های آب دریایی که احتیاج فلزات سنگین را میان‌بر می‌زند، تا باتری‌های هسته‌ای که ماموریت‌های فضای دوردست را تامین می‌کنند، ما دائما در حال تجدید نظر در مورد اینکه یک باتری می‌تواند چه چیزی باشد هستیم. باتری عجیب بعدی ممکن است در نوک بینی‌مان باشد – فقط منتظر کشف شدن و کمک کردن به ما برای دستیابی به یک آینده پایدار است.