How scientists turn lakes into giant batteries

Μετάφραση: evi simou Επιμέλεια: Chryssa Rapessi

As of 2020, the world’s biggest lithium-ion battery

Από το 2020, η μεγαλύτερη μπαταρία ιόντων λιθίου

is hooked up to the Southern California power grid

είναι συνδεδεμένη με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της Βόρειας Καλιφόρνιας

and can provide 250 million watts of power,

και μπορεί να παρέχει 250 εκατομμύρια βατ ενέργειας,

or enough to power about 250,000 homes.

ή αρκετή για να ηλεκτροδοτήσει περίπου 250.000 σπίτια.

But it’s actually not the biggest battery in the world:

Δεν είναι ωστόσο, η μεγαλύτερη μπαταρία στον κόσμο.

these lakes are.

Αυτές οι λίμνες είναι!

Wait— how can a pair of lakes be a battery?

Περίμενε - πώς γίνεται δυο λίμνες να είναι μια μπαταρία;

To answer that question, it helps to define a battery:

Για να απαντηθεί αυτή η ερώτηση θα πρέπει να δοθεί ο ορισμός της μπαταρίας.

it’s simply something that stores energy and releases it on demand.

Είναι κάτι που απλά αποθηκεύει ενέργεια και την απελευθερώνει κατ′ εντολή.

The lithium-ion batteries that power our phones, laptops, and cars

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που δίνουν ενέργεια στα κινητά, τα λάπτοπ

are just one type.

και τα αμάξια είναι μόνο ενός τύπου.

They store energy in lithium ions.

Αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια σε ιόντα λιθίου.

To release the energy, the ions are separated from their electrons,

Για να απελευθερώσουν την ενέργεια, τα ιόντα διαχωρίζονται από τα ηλεκτρόνιά τους

then rejoined at the other end of the battery

και μετά επανενώνονται στο άλλο άκρο της μπαταρίας

as a new molecule with lower energy.

ως ένα νέο μόριο με λιγότερη ενέργεια.

How do the two lakes store and release energy?

Πώς επομένως αποθηκεύουν και δίνουν ενέργεια οι δύο λίμνες;

First, one is 300 meters higher than the other.

Αρχικά, η μία είναι 300 μέτρα υψηλότερη από την άλλη.

Electricity powers pumps that move billions of liters of water

Ηλεκτρική ενέργεια ηλεκτροδοτεί αντλίες που μεταφέρουν δισεκατομμύρια τόνους νέρου

from the lower lake to the higher one.

από τη χαμηλότερη λίμνη στην υψηλότερη.

This stores the energy by giving the water extra gravitational potential energy.

Έτσι αποθηκεύεται ενέργεια δίνοντας στο νερό επιπλέον βαρυτική δυναμική ενέργεια.

Then, when there’s high demand for electricity,

Επομένως όταν υπάρχει υψηλή ζήτηση σε ηλεκτρική ενέργεια,

valves open, releasing the stored energy by letting water flow downhill

οι βαλβίδες ανοίγουν και απελευθερώνουν την ενέργεια

αφήνοντας το νερό να ρέει κατηφορικά

to power 6 giant turbines that can generate 3 billion watts of power

για να ηλεκτροδοτήσει έξι γιγάντιες τουρμπίνες που μπορούν να παράξουν

3 δισεκατομμύρια βατ ενέργειας για 10 ώρες.

for 10 hours.

We’re going to need more and more giant batteries.

Θα χρειαστούμε πολλές παραπάνω γιγάντιες μπαταρίες.

That’s because right now, generating enough electricity to power the world

Κι αυτό γιατί τώρα, η παραγωγή αρκετής ενέργειας

για την ηλεκτροδότηση του κόσμου

produces an unsustainable amount of greenhouse gas:

εκπέμπει μια μη βιώσιμη ποσότητα αερίων του θερμοκηπίου:

14 billion tons per year.

14 δισεκατομμύρια τόνους ανά χρόνο.

We’ll need to get that number down to net-zero.

Θα χρειαστεί να κατεβάσουμε αυτό το νούμερο στο καθαρό μηδέν.

But many clean energy sources can’t produce electricity 24/7.

Πολλές ωστόσο, πηγές καθαρής ενέργειας δεν μπορούν να παράγουν ενέργεια 24/7.

So to make the switch, we need a way to store the electricity until it's needed.

Συνεπώς, για να κάνουμε αυτή την αλλαγή πρέπει να αποθηκεύσουμε κάπως την ενέργεια

μέχρι να τη χρειαστούμε.

That means we need grid-scale batteries:

Αυτό σημαίνει πως θα χρειαστούμε μπαταρίες κλίμακας πλέγματος.

batteries big enough to power multiple cities.

Μπαταρίες δηλαδή αρκετά μεγάλες για να ηλεκτροδοτήσουν πολλές πόλεις.

Unfortunately, neither of the giant batteries we’ve talked about so far

Δυστυχώς, καμία από τις γιγάντιες μπαταρίες στις οποίες αναφερθήκαμε

can solve this problem.

μπορούν να λύσουν το πρόβλημα.

The two lakes setup requires specific geography, takes up a lot of land,

Η οργάνωση των δύο λιμνών απαιτεί συγκεκριμένη γεωγραφία,

χρειάζεται πολύ έδαφος και έχει υψηλό κόστος χτισίματος.

and has high upfront costs to build.

The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,

Η γιγάντια μπαταρία ιόντων λιθίου στην Καλιφόρνια στο μεταξύ,

can power about 250,000 homes, yes, but only for an hour.

μπορεί να ηλεκτροδοτήσει περίπου 250.000 σπίτια, ναι, μόνο όμως για μια ώρα.

Lithium-ion batteries are great for things that don’t use a lot of power.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι καλές για πράγματα

που δεν χρειάζονται πολλή ενέργεια.

But to store a lot of energy, they have to be huge and heavy.

Για να αποθηκεύσουν όμως πολλή ενέργεια, θα πρέπει να είναι μεγάλες και βαριές.

That’s why electric planes aren’t a thing:

Για αυτό δεν υπάρχουν ηλεκτρικά αεροπλάνα.

Το καλύτερο ηλεκτρικό αεροπλάνο μπορεί να κουβαλήσει μόνο δύο ανθρώπους

the best electric plane can only carry two people

for about 1,000 kilometers on one charge,

για περίπου 1.000 χιλιόμετρα ανά φόρτιση,

or its batteries would be too heavy to fly.

αλλιώς οι μπαταρίες του θα ήταν πολύ βαριές για να πετάξει.

A typical commercial jet can carry 300 people over 14,000 km

Ένα τυπικό επιβατικό αεροπλάνο μπορεί να κουβαλήσει 300 άτομα

για πάνω από 14.000 χιλιόμετρα πριν να χρειαστεί να ανεφοδιασμό.

before refueling.

Lithium-ion batteries also require certain heavy metals to make.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου απαιτούν επίσης ορισμένα βαρεά μέταλλα για να φτιαχτούν.

These resources are limited, and mining them often causes environmental damage.

Αυτοί οι πόροι είναι περιορισμένοι

και η εσκαφή τους προκαλεί συχνά περιβαλλοντικές καταστροφές.

Inventors all over the world are rising to the challenge

Οι εφευρέτες ανά τον κόσμο αποδέχτηκαν την πρόκληση

of making batteries that can meet our needs—

και προσπαθούν να φτιάξουν μπαταρίες που θα καλύπτουν τις ανάγκες μας

many of them even weirder than the two lakes.

με πολλές από αυτές να είναι πολύ πιο περίεργες από τις δύο λίμνες.

One company is building a skyscraper battery.

Μια εταιρία χτίζει έναν ουρανοξύστη-μπαταρία.

When the sun is shining, a crane powered by solar energy

Όταν ο ήλιος λάμπει, ένας γερανός που ηλεκτροδοτείται από ηλιακή ενέργεια

piles blocks on top of each other in a tower.

συγκεντρώνει τούβλα το ένα πάνω στο άλλο σε έναν πύργο.

At night, the cranes let gravity pull the blocks down

Τη νύχτα, οι γερανοί αφήνουν τη βαρύτητα να τραβήξει τα τούβλα προς τα κάτω

and use the resulting power to spin generators.

και χρησιμοποιούν την ενέργεια που παράγεται για να περιστρέψουν γεννήτριες.

Though there have been some early setbacks,

Αν και είχαν υπάρξει στην αρχή κάποια εμπόδια,

another promising approach involves heating up salts until they melt.

μία άλλη πολλά υποσχόμενη προσέγγιση

περιλαμβάνει τη θέρμανση αλάτων μέχρι να λιώσουν.

The molten salt can be stored until there’s a high demand for electricity,

Το λιωμένο άλας μπορεί να αποθηκευτεί μέχρι να υπάρξει υψηλή ζήτηση σε ενέργεια,

then used to boil water.

και μετά χρησιμοποιείται για να βράσει νερό.

The steam can power turbines that generate electricity.

Ο ατμός μπορεί να ηλεκτροδοτήσει τουρμπίνες

που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Another idea: bio-batteries made from paper, powered by bacteria,

Μια άλλη ιδέα: οι βιολογικές μπαταρίες που γίνονται από χαρτί,

λειτουργούν με βακτήρια και ενεργοποιούνται με το σάλιο.

and activated by spit.

Bacteria release energy in the form of electrons when they metabolize glucose,

Τα βακτήρια ελευθερώνουν ενέργεια σε μορφή ηλεκτρονίων όταν μεταβολίζουν γλυκόζη

and at least one species of bacteria can transfer those electrons

και τουλάχιστον ένα είδος βακτηρίων μπορεί να μεταφέρει αυτά τα ηλεκτρόνια

outside its cells, completing a circuit.

έξω από τα κύταρρά του ολοκλήρωνοντας ένα κύκλωμα.

While these batteries won’t power a city, or even a house,

Ενώ αυτές οι μπαταρίες δεν μπορούν να ηλεκτροδοτήσουν μια πόλη,

ούτε καν ένα σπίτι,

they don't have the waste and cost concerns of traditional batteries.

δεν έχουν τα κόστη και τα απόβλητα των παραδοσιακών μπαταριών.

From vast mountain lakes to microscopic bacteria,

Από πελώριες λίμνες μέχρι μικροσκοπικά βακτήρια,

from seawater batteries that bypass the need for heavy metals

από μπαταρίες θαλασσινού νερού που ξεπερνούν την ανάγκη για βαρεά μέταλλα

to nuclear batteries that power deep space missions,

σε πυρηνικές μπαταρίες που ηλεκτροδοτούν αποστολές στο απέραντο διάστημα,

we're constantly rethinking what a battery can be.

επαναπροσδιορίζουμε συνεχώς τι μπορεί να είναι μια μπαταρία.

The next unlikely battery could be hiding in plain sight—

Η επόμενη πιθανή μπαταρία μπορεί να κρύβεται σε κοινή θέα

just waiting to be discovered and help us achieve a sustainable future.

αναμένοντας απλά να ανακαλυφθεί και να μας βοηθήσει να επιτύχουμε ένα βιώσιμο μέλλον.