يعد برنامج التحدي الكبير لتخزين الطاقة (ESGC) التابع لوزارة الطاقة (DOE) الامريكية برنامجًا شاملاً لتسريع تطوير تقنيات تخزين الطاقة من الجيل التالي وتسويقها واستخدامها والحفاظ على الريادة الأمريكية العالمية في تخزين الطاقة، وهي استراتيجية اعتمدتها الإدارة الامريكية عام 2020 حيث تتضمن خارطة الطريق هدفًا قويًا وقابل للتحقيق بتطوير تقنيات تخزين الطاقة وتصنيعها محليًا والتي يمكنها تلبية جميع متطلبات السوق الأمريكية بحلول عام 2030.
وتم تصنيف أبحاث تخزين الطاقة الى ثلاثة برامج اساسية وهي:
– التخزين الكهربائي ثنائي الاتجاه Bidirectional Electrical storage
– التخزين الحراري والكيميائي
– الإنتاج المرن للطاقة وتقنيات التحكم بالأحمال Flexible Genertion & Controllable Load
تم تخصيص أكثر من 400 مليون دولار لإنشاء 43 مركزًا لأبحاث الطاقة ، والتي تجمع فرقًا علمية متعددة التخصصات لمواجهة أصعب التحديات العلمية التي تمنع التقدم في تقنيات تخزين الطاقة، وستدرس المشاريع التي تقودها 28 جامعة وتسعة مختبرات وطنية مع أكثر من 75 مؤسسة مشاركة، بالاضافة لذلك تم تخصيص 140 مليون دولار لـ 53 مشروعا بقيادة باحثين في 33 جامعة و11 مختبرا وطني لإجراء بحوثها في العلوم الكيميائية وعلوم المواد لتعزيز تقنيات الطاقة النظيفة وفرصة تمويل التصنيع منخفض الكربون. سيذهب التمويل نحو البحوث الأساسية التي يمكن أن تعزز التقنيات لجعل إنتاج الطاقة أكثر كفاءة.
ومن ابرز المشاريع البحثية هو مشروع بحثي لجامعة ويسليان (Wesleyan University ) حول إمكانية استخدام عناصر كيميائية لانشاء تقنيات تخزين طاقة غير مكلفة ومتجددة، وكما افاد استاذ الكيمياء الدكتور ميشيل بيرسيك تعد عناصر المجموعة البلاتينية (PGE) مثل البلاتين والبلاديوم والروديوم حاسمة في إنتاج العديد من تقنيات تخزين الطاقة ولكنها عناصر نادرة ومكلفة وغير مستدامة، ويمكن استبدال هذه المواد بالمواد الأكثر شيوعا، كالنحاس والحديد والنيكل والكوبالت وباستخدام القياسات الكهروكيميائية وطرق تفاعل جديدة من شأنها أن تعمل على صنع جسيمات نانوية حيث يمكن تفكيك الجزيئات أو دمجها معا على سطح الجسيمات النانوية لتحرير الطاقة او خزنها، حيث تم تطوير نهج جديد وتقنية جديدة، وباستخدام الكيمياء الكهربائية و قياس تدفق الإلكترونات حيث ستسمح بالتحكم في كيمياء التفاعل بطريقة تتجاوز حدود ما هو ممكن بالطرق الحالية وهي خطوة مهمة في التحرك نحو استدامة المواد وتحول دراماتيكي في أنظمة تخزين الطاقة ومصادر إنتاج الكهرباء من مصادرها المستدامة.
