FourthPower は、同社の超高温「ソーラー・イン・ア・ボックス」エネルギー貯蔵技術は、リチウムイオン電池より 10 倍以上安価で、他のどの熱電池よりも強力で効率的であると述べています。同社は、1MWhのプロトタイプでこれを証明したいと考えている。
Fourth は、グリッドスケールのエネルギー貯蔵ソリューションとして、5 ～ 10 時間の短時間スケールで大型リチウム電池アレイと競合することを目指しています。基本的には、日中の高温時に余剰の太陽エネルギーを貯蔵し、発電量が低下する夕方や夜間に使用します。しかし同社は、「数日間の悪天候と不十分な再生可能エネルギー」をカバーする100時間の段階に達する可能性もあると述べた。
同社はマサチューセッツ州に複数設立されている熱エネルギー貯蔵会社の1つで、ビル・ゲイツ氏のブレークスルー・エネルギー・ベンチャーズ・ファンドの支援を受けている。数か月前の Antora Energy の超高温カーボン ブロック バッテリーや高効率熱光起電エネルギー コンバーターなどを覚えているかもしれません。
アイデアはシンプルです。余剰の再生可能エネルギーを使用して、高度に断熱された蓄電システム内の何かを加熱します。 Antora と Fourth は両方とも、バルク エネルギー貯蔵用に大型で超安価で豊富なグラファイト ブロックを使用しており、Fourth はこれを白熱の 2,500°C (4,530°F) まで加熱します。
エネルギーは、融点が 232°C (450°F) と比較的低い液体錫金属を介して、Company 4 のシステム内を移動します。これが Company 4 の秘密であり、創業者 Assegun-Henry 博士が設計したギネス世界記録保持者のポンプに依存しています。液体金属は約1,000°C（1,800°F）を超える温度で金属ポンプを破壊しますが、ヘンリー氏は、彼の人工セラミックの設計は「太陽のほぼ半分の温度」で機能できると主張しています。これは、太陽の中心部の1,500万°C（2,700万°F）ではなく、太陽の表面での5,600°C以上（10,000°F）を意味すると考えられています。
ポンプは過熱した液体スズをグラファイト パイプ システムを通して移動させ、熱を発熱体からグラファイト ブロックに伝達し、熱をグリッドに戻す必要があるときにグラファイト ブロックからエネルギー回収システムに伝達します。
エネルギーを回収するために、一連の発電セル内の多数の細いグラファイト チューブを通して液体スズがポンプで送られます。チューブは白熱して強い光を発し、熱光起電力 (TPV) セルを通じてエネルギーを収集します。TPV セルは太陽電池に非常によく似ていますが、この蓄電システムと最適に動作するように調整されています。これらの温度では、ほぼすべての熱伝達は伝導熱や対流熱ではなく光の形になるため、これらのサーモパイル システムは光起電力の原理を使用してエネルギーを回収できます。実際、それが会社名の背後にある主な理由です。物体が発する光は、その絶対温度の「4乗」に比例します。
昨年、MIT のヘンリー博士と彼のチームは、記録的な熱エネルギー抽出効率を発表し、蒸気タービンよりも多くのエネルギーを熱から抽出しました。効率を最適化するために、これらのセルは波長スペクトルの最もエネルギーの高い部分のみを収集し、セルの後ろのミラーが残りの光を反射して液体缶内にできるだけ多くの熱を保持します。
エネルギーが回収された後、液体の錫は約 2,400 °C から 1,900 °C (4,350 °F から 3,450 °F) に下がり、エネルギーが利用可能になったときに加熱要素に戻されて「充電」されます。
同社によれば、これらの高効率熱可塑性加硫エラストマーセルと組み合わせた液体錫ポンプシステムは、需要が急増してから数秒以内に電力網にエネルギーを供給できる信じられないほど高速応答の熱電池を提供し、このシステムは「他社の同様のサイズのデバイスよりも10〜100倍多くの熱を伝達する」ため、前例のない電力密度を実現すると述べています。
4番目は、目標はこれらの熱電池の往復エネルギー効率を約50%に高めることであり、これは大型リチウム電池アレイのより高い効率に比べて高くないと述べた。 2022 年に設定された記録は 41% 近くであるため、これは TPV の面でもかなりの成長を前提としているようです。長期貯蔵使用の場合、効率はさらに低くなり、1 日あたり貯蔵エネルギーの 1% が失われると推定されます。
しかし、パワーゲームをプレイできるかどうかの鍵は現金であり、この点に関しては全く異論はないとフォース氏は述べた。この装置は、高価な精製リチウムではなく、ほぼ完全に超安価なグラファイトとスズで作られているため、リチウムベースの装置は、蓄電および回収されるエネルギー1キロワット時あたり約330ドルのコストがかかる可能性があるが、第4社は、同じ仕事を25ドル未満で実行できると主張している。したがって、より多くの電力を浪費するとしても、経済的な観点からは依然として堅実な選択です。
さらに、熱暴走や爆発の可能性がないため、リチウム電池よりも安全であり、たとえ液体のスズがダクトから逃げたとしても、酸化を防ぐためにアルゴンガスが充填されている施設の断熱材やコンクリートの床に到達すると、すぐに凍って金属に戻ります。
最近、Fourth は、Breakthrough Energy Ventures と Black Venture Capital Consortium の参加を得て、シリーズ A で 1,900 万ドルの資金調達を受けたと発表しました。この資金はボストン近郊に100万キロワット時のプロトタイプ施設を建設するために使われ、2026年に完成する予定だ。フォース社の市場投入までの時間は、すでに熱可塑性加硫電池を製造しており、2025年までに熱電池施設の商業運転を予定しているアントラ社に比べて大幅に遅れることになる。