kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Future-competing battery chemistries for large-scale energy storage
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH), Chemical Engineering.
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Framtidens batterikemier för storskalig energilagring (Swedish)
Abstract [sv]

’Netto-noll utsläpp’ i EU vid 2050 är ett av målen för att påskynda övergången från fossila bränslen till mer förnyelsebara och hållbara alternativ. Detta har däremot introducerat mer turbulens på elnäten. Ett av verktygen för att reglera och förbättra eldistributionen är stor-skaliga batterier, där litium-jon är den mest förekommande kemin. Men på grund av oro kring resursutbud och hopp om teknologidiversifiering har det påbörjat en sökning efter alternativ som kan användas i stället eller tillsammans med litium-jon batterier. Från en lång lista så har tre alternativ med hög potential identifierats. Dessa är nickel-vätgasbatteri, zink-brom flödesbatteri och järn-luftbatteri. Deras lämplighet undersöktes och diskuterades för flertalet användningsområden och för ett speciellt användarfall av Vattenfall. Slutsatsen var att utav de tre, så är det endast nickel-vätgas som kan förväntas vara ett bra alternativ för specifika fall, att zink-brom har få möjligheter att konkurrera och att järn-luft har väldigt hög potential men också många oklarheter som gör det svårt att förutspå dess utveckling.

Abstract [en]

With net-zero emissions set to be achieved in the EU by 2050, the transition from fossil-based energy sources to more renewable and green options are ever expanding. This puts a strain on the electricity grids because of the intermittent nature from these energy sources. To mitigate this battery systems are used, of which the lithium-ion battery is the most prevalent, and expected to only increase in use. However, material resource concerns and possible danger of over-reliance on one technology has opened for a search to find other alternatives that could be used instead or in conjunction with the battery. Out of a long list of batteries, the nickel-hydrogen battery, zinc-bromide flow battery and iron-air battery are three alternatives that have been identified to have potential. Their suitability was researched and discussed for various grid-applications. The result show that out of the three, it is only believed that the nickel-hydrogen battery have a definitive competitiveness, that the zinc bromide flow battery has few things going for it, and that the iron-air battery has large potential but just as large uncertainty surrounding its future. Lastly, a specific off-shore wind park case was investigated to see the practicality and competitiveness of the nickel-hydrogen battery compared to a specific lithium-ion chemistry.

Place, publisher, year, edition, pages
2023.
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2023:237
Keywords [en]
Battery energy storage systems, Nickel-hydrogen battery, Zinc-bromide flow battery, Iron-air battery, Large-scale applications
Keywords [sv]
Batterier för energilagringssystem, Nickel-vätgasbatteri, Zink-brom flödesbatteri, Järn-luftbatteri, Storskaliga användningsområden
National Category
Inorganic Chemistry
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-333290OAI: oai:DiVA.org:kth-333290DiVA, id: diva2:1784834
External cooperation
Vattenfall AB
Subject / course
Chemical Engineering
Educational program
Degree of Master - Chemical Engineering for Energy and Environment
Examiners
Available from: 2023-07-31 Created: 2023-07-31

Open Access in DiVA

fulltext(1041 kB)1342 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1041 kBChecksum SHA-512
ab6bc0c81809c5540001c4327e00932e28c3dd395ae7458ac3e718a02de22e3589856eeb2d988112473b5b8a24b04b6f42f23f531ec52908c204740bd9b3d839
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Chemical Engineering
Inorganic Chemistry

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1351 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1210 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf