How scientists turn lakes into giant batteries

Vertaald door: Mirjam van Dijk Nagekeken door: Dick Stada

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

Anno 2020 is ’s werelds grootste lithium-ion-accu

is hooked up to the Southern California power grid

aangesloten op het elektriciteitsnet van Zuid-Californië

and can provide 250 million watts of power,

en kan 250 miljoen watt energie leveren,

or enough to power about 250,000 homes.

genoeg om zo’n 250.000 huishoudens van energie te voorzien.

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

Toch is het niet de grootste accu ter wereld;

these lakes are.

dat zijn deze meren.

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

Wacht eens, hoe kunnen twee meren een accu zijn?

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

Om die vraag te beantwoorden helpt het te kijken wat een accu is:

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

het is gewoon iets dat energie opslaat en op aanvraag vrijgeeft.

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

De lithium-ion-accu’s die telefoons, laptops en auto’s van energie voorzien,

are just one type.

zijn slechts één soort.

They store energy in lithium ions.

Die slaan energie op in lithium-ionen.

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

Om de energie af te geven worden de ionen gescheiden van hun elektronen

en weer samengevoegd aan de andere kant van de accu

then rejoined at the other end of the battery

as a new molecule with lower energy.

als nieuw molecuul met minder energie.

How do the two lakes store and release energy?

Hoe bewaren en leveren deze twee meren dan energie?

First, one is 300 meters higher than the other.

Allereerst ligt het ene meer 300 meter hoger dan het andere.

Electricity powers pumps that move billions of liters of water

Elektriciteit drijft pompen aan die miljarden liters water verplaatsen

from the lower lake to the higher one.

van het lager gelegen meer naar het hogere.

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

Dit slaat de energie op

door het water extra potentiële gravitatie-energie te geven.

Then, when there’s high demand for electricity,

Als de energiebehoefte groot is,

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

openen de kleppen,

waardoor de opgeslagen energie afgegeven wordt

door het water stroomafwaarts te laten stromen

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

om zes enorme turbines aan te drijven

die drie miljard watt energie kunnen produceren

for 10 hours.

gedurende tien uur.

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

We zullen steeds meer enorme accu’s nodig hebben,

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

omdat op dit moment het opwekken van genoeg elektriciteit voor de wereld

produces an unsustainable amount of greenhouse gas:

een onhoudbare hoeveelheid broeikasgas produceert:

14 billion tons per year.

14 miljard ton per jaar.

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

We moeten dat zien te verlagen naar netto nul.

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

Maar veel schone energiebronnen

kunnen elektriciteit niet 24 uur per dag produceren.

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

Om de omslag te maken,

moeten we elektriciteit zien op te slaan totdat deze nodig is.

That means we need grid-scale batteries:

Dat betekent dat grote accu’s nodig zijn in het lichtnet;

batteries big enough to power multiple cities.

accu’s die groot genoeg zijn

om aan meerdere steden energie te leveren.

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

Helaas kan geen van de besproken enorme accu’s dit probleem oplossen.

can solve this problem.

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

Het systeem met twee meren vereist een specifieke ligging,

kost veel grond en kent hoge bouwkosten vooraf.

and has high upfront costs to build.

The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,

De enorme lithium-ion-accu in Californië

kan intussen dan wel 250.000 huishoudens van stroom voorzien,

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

maar slechts gedurende een uur.

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

Lithium-ion-accu’s zijn zeer geschikt

voor dingen die weinig elektriciteit gebruiken.

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

Maar om veel energie op te slaan moeten ze enorm groot en zwaar zijn.

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

Daarom is elektrisch vliegen niets.

Het beste elektrische vliegtuig kan maar twee mensen vervoeren

the best electric plane can only carry two people

for about 1,000 kilometers on one charge,

1000 kilometer ver op één lading,

or its batteries would be too heavy to fly.

want anders worden de accu’s te zwaar om te vliegen.

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

Een commercieel straalvliegtuig neemt 300 mensen mee, 14.000 km ver,

before refueling.

voordat het moet bijtanken.

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

Voor ithium-ion-accu’s zijn ook zware metalen nodig.

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

Deze zijn beperkt beschikbaar

en het winnen ervan veroorzaakt vaak milieuschade.

Inventors all over the world are rising to the challenge

Uitvinders over de hele wereld gaan de uitdaging aan

of making batteries that can meet our needs—

om accu’s te maken die voldoen aan onze behoeften.

many of them even weirder than the two lakes.

Vaak nog bijzonderder dan de twee meren.

One company is building a skyscraper battery.

Een bedrijf bouwt een wolkenkrabber-accu.

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

Als de zon schijnt, stapelt een hijskraan met behulp van zonne-energie

piles blocks on top of each other in a tower.

blokken op elkaar in een toren.

At night, the cranes let gravity pull the blocks down

’s Nachts laten de hijskranen de blokken zakken met behulp van de zwaartekracht

and use the resulting power to spin generators.

en met de kracht hiervan worden generatoren aangedreven.

Though there have been some early setbacks,

Hoewel er wat tegenslagen zijn geweest,

is een andere veelbelovende aanpak het verhitten van zout tot dit smelt.

another promising approach involves heating up salts until they melt.

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

Het gesmolten zout kan opgeslagen worden tot er een grote elektriciteitbehoefte is,

then used to boil water.

en kan dan gebruikt worden om water te koken.

The steam can power turbines that generate electricity.

De stoom kan turbines aandrijven die elektriciteit opwekken.

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

Nog een idee: bio-accu’s gemaakt van papier,

aangedreven door bacteriën en geactiveerd door spuug.

and activated by spit.

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

Bacteriën geven energie vrij in de vorm van elektronen

wanneer zij glucose verteren,

and at least one species of bacteria can transfer those electrons

en tenminste één soort bacteriën kan die elektronen

outside its cells, completing a circuit.

zijn cellen uit krijgen, zodat een elektrisch circuit ontstaat.

Hoewel deze accu’s geen stad van stroom kunnen voorzien,

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

en zelfs geen huis,

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

veroorzaken ze niet het afval en de kosten zoals traditionele accu’s dat doen.

From vast mountain lakes to microscopic bacteria,

Van grote bergmeren tot microscopisch kleine bacteriën,

from seawater batteries that bypass the need for heavy metals

van zeewateraccu’s die geen zware metalen nodig hebben

to nuclear batteries that power deep space missions,

tot nucleaire accu’s die ruimtemissies van stroom voorzien,

we're constantly rethinking what a battery can be.

we blijven voortdurend nadenken over wat een accu kan zijn.

The next unlikely battery could be hiding in plain sight—

De volgende bijzondere accu kan ongemerkt al klaar liggen

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

om ontdekt te worden en ons te helpen

aan een duurzame toekomst.