澳洲紐卡索大學(xué)(UoN)與澳洲公司InfratechIndustries致力于研發(fā)集大成能源設(shè)備，并稱呼其為化學(xué)回圈能源需求系統(tǒng)(ChemicalLoopingEnergy-on-DemandSystem，CLES)，該系統(tǒng)在2017年4月公布于世，專為醫(yī)院、退休社區(qū)或類似規(guī)模的商業(yè)建筑設(shè)計(jì)，不僅可提供電力，還可用于供暖與制冷、制造氧氣和氫氣，可說是發(fā)電機(jī)與電池的組合。
該系統(tǒng)透過特殊混合晶體氧化還原反應(yīng)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)晶體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)發(fā)熱并產(chǎn)生蒸氣，借由蒸氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，而晶體進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，會(huì)釋放其收集的氧氣。紐卡索大學(xué)教授兼概念創(chuàng)始人BehdadMoghtaderi表示，晶體還原(Reduction)是個(gè)吸熱反應(yīng)，氧化則會(huì)排出熱量，而機(jī)器可以透過天然氣、電力、再生能源來驅(qū)動(dòng)這個(gè)循環(huán)。
系統(tǒng)核心晶體受到知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，但團(tuán)隊(duì)表示，材料價(jià)位十分合理，每公噸僅以112美元購買，每次用量都很少且長效，屆時(shí)晶體將會(huì)置于替換匣(cartridge)中，一盒可以用6個(gè)月到2年。
除了提供電力與氧氣之外，CLES產(chǎn)生的熱量也能為建筑供暖，提供熱水或用于制冷，或是調(diào)整制程，制造出氫氣，未來可在自家為氫燃料電池車補(bǔ)充燃料。
成本為特斯拉系統(tǒng)75%
CLES有兩種運(yùn)作模式，可以把該系統(tǒng)當(dāng)作大型電池，利用電網(wǎng)與再生能源供電，避免建筑受到停電影響，而與一般家用儲(chǔ)能系統(tǒng)不同的是，他能同時(shí)提供電力、氧氣、熱水、供暖與制冷，就像儲(chǔ)能系統(tǒng)界的瑞士刀，可以一機(jī)多用。
而第二種模式為“EnergyonDemand”，系統(tǒng)將不斷利用天然氣讓氧化還原穩(wěn)定運(yùn)行，CLES天然氣-電力目前轉(zhuǎn)換效率約為45%，讓建筑電力與其他功用不會(huì)中斷，也可以減少系統(tǒng)對電網(wǎng)依賴，并降低三分一的碳排量。
CLES除了能節(jié)省電費(fèi)，住戶也可以銷售多余的氧氣或是氫氣，不過研究人員也指出，目前尚未開發(fā)氧氣市場與相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，但按照研究未來藍(lán)圖，假如機(jī)器可以產(chǎn)出大量氧氣，廠商會(huì)制造一個(gè)氧氣瓶，并挨家挨戶收集氧氣，用于醫(yī)院與退休社區(qū)。
為了測試CLES系統(tǒng)性能，團(tuán)隊(duì)已在澳洲紐卡索工廠生產(chǎn)設(shè)備原型，其最大發(fā)電量為30KW，日發(fā)電量可達(dá)720KWh，大概能供應(yīng)30到40戶家庭日常用電，而目前該團(tuán)隊(duì)希望可將CLES設(shè)備于個(gè)別家庭。
Moghtaderi表示，團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)小型化版本，試圖將反應(yīng)爐、各個(gè)設(shè)備縮小，并能全部置于小型冰箱大小的機(jī)器中，預(yù)計(jì)在18個(gè)月后推出，而家用CLES的性能將會(huì)優(yōu)于特斯拉，成本也是特斯拉家用儲(chǔ)能系統(tǒng)的75%，并且能在一年半內(nèi)回收成本。目前Powerwall售價(jià)6,000美元，預(yù)估家用CLES要價(jià)4,500美元。
