Nowa bateria termiczna z Chin: wzrost mocy o 300% dzięki sprężarce
Chińscy naukowcy opracowali prototyp baterii termicznej wspomaganej sprężaniem. Urządzenie wykazało wzrost średniej mocy cieplnej o 300% przy czterokrotnym zwiększeniu stopnia sprężania. Technologia przeszła również testy symulacyjne w różnych warunkach klimatycznych.
Prototyp CATB stworzony na bazie kolektorów słonecznych
Międzynarodowy zespół badaczy pod przewodnictwem Uniwersytetu Zhejiang w Chinach opracował koncepcję oraz prototyp baterii termicznej typu CATB (compression-assisted adsorption thermal battery). Projekt oparto na wykorzystaniu kolektorów słonecznych jako źródła energii.
Rozwiązanie ma poprawić wydajność odzyskiwania ciepła z niskotemperaturowych źródeł. Według zespołu, już w 2011 roku zaproponowano ideę CATB jako odpowiedź na niską efektywność konwencjonalnych baterii adsorpcyjnych (ATB) pracujących w trudnych warunkach. W nowym prototypie wykorzystano energię elektryczną i niskotemperaturowe ciepło w formie potencjału chemicznego.
Sorbenty kompozytowe i amoniak jako para robocza
W nowej konstrukcji wykorzystano sorbenty kompozytowe – połączenie chlorku strontu (SrCl₂), grafitu naturalnego ekspandowanego (ENG) oraz miedzi pokrytej nanowęglem (Cu@C). Sorbenty te odpowiadają za zwiększoną efektywność adsorpcji.
Jako czynnik roboczy zastosowano amoniak, który w procesie sprężania zwiększa wydajność oddawania ciepła. Dzięki obecności sprężarki zmniejsza się zapotrzebowanie na ciepło wejściowe.
Działanie systemu – sezonowe magazynowanie ciepła
Latem do reaktora trafia ciepło z promieniowania słonecznego. Dzięki temu specjalna substancja (halogenek) „oddaje” z siebie amoniak – to proces zwany desorpcją. Amoniak, który staje się gazem, jest następnie schładzany i sprężany (czyli zwiększa się jego ciśnienie). Potem trafia do skraplacza/parownika, gdzie zmienia się z gazu w ciecz – to kondensacja. Po zamknięciu zaworów kończy się proces ładowania baterii.
Zimą, kiedy potrzebne jest ciepło, ciecz (amoniak) zaczyna odparowywać – czyli znów zmienia się w gaz, wykorzystując ciepło z otoczenia. Potem jest znowu sprężana i trafia do reaktora, gdzie dochodzi do adsorpcji – czyli amoniak „przykleja się” do specjalnej substancji w reaktorze. W czasie tego procesu powstaje ciepło, które można przekazać np. do instalacji grzewczej.
Zobacz również: XL Batteries uruchamia organiczną baterię: 20 lat pracy bez przerwy
Wyniki testów – wzrost mocy cieplnej nawet o 300%
Prototyp CATB wyposażono w reaktor, skraplacz/parownik, sprężarkę oraz elementy pomocnicze, jak kąpiel termostatyczna i zasilacz o zmiennej częstotliwości.
Podczas testów ustalono temperaturę skraplania przy ładowaniu na 10°C, a temperaturę parowania podczas rozładowywania na -10°C. Przy wzroście stopnia sprężania z 1 do 4, maksymalna moc cieplna wzrosła z 309,2 W do 667,2 W, a średnia moc ładowania – z 164,1 W do 316,7 W. W przypadku procesu rozładowywania uzyskano aż 300,1% wzrost średniej mocy wyjściowej.
Zobacz również: E-metanol z Danii z pierwszym certyfikatem UE. Nowy standard na rynku energii.
Potencjał zastosowania – gdzie CATB sprawdzi się najlepiej?
Zespół badaczy wskazuje, że optymalne warunki do sezonowego magazynowania ciepła występują w rejonach o dużym zapotrzebowaniu na ciepło zimą oraz wysokim nasłonecznieniu latem. Wśród najbardziej odpowiednich lokalizacji wymienia się północno-zachodnie Chiny, wybrzeże Morza Czarnego, północno-wschodnią Amerykę Północną oraz południową część Ameryki Południowej – wszystkie położone w okolicach 45. równoleżnika na półkuli północnej i południowej.
Źródło: A solar adsorption thermal battery for seasonal energy storage w: „Cell Reports Physical Science”.
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
UE zatwierdza nowe limity masy dla ciężarówek zeroemisyjnych – przełom dla transportu
Ministrowie państw UE zgodzili się na zwiększenie dopuszczalnej masy ciężarówek elektrycznych i wodorowych, by umożliwić im przewóz większych ładunków bez utraty zasięgu. To ważny krok dla rozwoju transportu zeroemisyjnego.
Axpo i GNV przeprowadzają pierwsze bunkrowanie bio-LNG typu ship-to-ship we Włoszech
Axpo oraz włoski operator promowy GNV zrealizowali pierwszą w historii Włoch operację bunkrowania bio-LNG typu ship-to-ship w porcie w Genui. To ważny krok w dekarbonizacji żeglugi morskiej i rozwoju paliw odnawialnych.
Europejskie finansowanie surowców krytycznych – wyzwania i rekomendacje
Europa mierzy się z wyzwaniem skutecznego i odpowiedzialnego finansowania projektów dotyczących surowców przejściowych, kluczowych dla transformacji energetycznej. Brak spójnych mechanizmów i koordynacji na poziomie UE utrudnia rywalizację z globalnymi graczami.
Floty firmowe kluczem do wzrostu popytu na elektryki produkowane w UE
Komisja Europejska przygotowuje nowe przepisy, które mogą zrewolucjonizować rynek samochodów elektrycznych w Europie. Ambitne cele dla flot firmowych mają szansę znacząco zwiększyć produkcję i sprzedaż pojazdów Made-in-EU.
Wyzwania zrównoważonego pozyskiwania biogenicznego CO₂ dla e-paliw w Europie
Produkcja e-paliw, takich jak e-kerosen i e-metanol, wymaga dużych ilości zrównoważonego CO₂. Analiza T&E wskazuje, że dostępność biogenicznego CO₂ w Europie już dziś jest ograniczona i konkurencyjna wobec innych sektorów.
Luka biopaliwowa w prawie UE na 2035 rok: ryzyko niekontrolowanego wzrostu popytu
Nowa analiza T&E wskazuje, że luka w unijnym prawie dotyczącym biopaliw może spowodować gwałtowny wzrost zapotrzebowania na zaawansowane biopaliwa, przewyższający możliwości ich zrównoważonego pozyskania nawet dziewięciokrotnie do 2050 roku.
Komentarze