Nowe technologie akumulatorów – będzie lepiej i bezpieczniej?
Akumulatory litowo-jonowe choć tak powszechnie stosowane, nie są urządzeniami doskonałymi. Między innymi z tego względu naukowcy zajmujący się technologiami przechowywania i oddawania energii elektrycznej wciąż pracują nad lepszymi rozwiązaniami w tym obszarze. Wygląda na to, że przełom jest coraz bliżej.
Koniec przegrzewania się baterii?
Kilka tygodni temu świat technologii obiegła informacja o oczekiwaniu na opatentowanie nowych akumulatorów, które mogą posiadać potencjał wyparcia z rynku wszechobecnych baterii litowo-jonowych. Chodzi tu o opracowaną przez pochodzącą ze Stanów Zjednoczonych firmę Alsym Energy technologię, która względem akumulatorów Li-Ion będzie miała dwie znaczące przewagi: niższą o połowę cenę oraz wykluczenie ryzyka przegrzewania się akumulatorów i w konsekwencji ich pożaru.
Co o osiągnięciu amerykańskich badaczy wiadomo do tej pory? Podają oni, że opracowane przez firmę Alsym akumulatory mają posiadać katodę zbudowaną z tlenku manganu oraz anodę wykonaną z innego materiału (tlenku metalu). Ciekawe są też plany dotyczące składu chemicznego elektrolitu, który ma być oparty na wodzie i nie zawierać rozpuszczalników organicznych.
W serwisie internetowym firmy można znaleźć wiele informacji na tematy związane z przegrzewaniem się i pożarami ogniw litowo-jonowych, co wydaje się być główną motywacją dla naukowców do opracowania bezpieczniejszej technologii akumulatorowej. Co więcej, nowe urządzenia będą pozbawione takich metali jak lit, kobalt, nikiel, które są drogie w wydobyciu i zależne od problemów występujących w łańcuchach dostaw. Fakt ten ma przyczynić się do istotnego zredukowania cen akumulatorów.
Akumulatory sodowo-jonowe, a może cynkowo-jonowe?
Są też inne pomysły na zastąpienie baterii li-ion. W ostatnich latach trwały także prace naukowców z University of Texas w Austin nad możliwościami zastąpienia litu w akumulatorach tańszym i łatwiej dostępnym sodem. To właśnie w tym pierwiastku upatrują oni przyszłości technologii akumulatorowych. Okazuje się bowiem, że baterie wyposażone w elektrody sodowe mogłyby znacznie szybciej się ładować, a głębokie rozładowanie nie wpływałoby negatywnie na ich sprawność. Przeszkodą w badaniach okazywała się do niedawna “oporność sodu” do uwalniania jonów oraz jego skłonność do tworzenia na elektrodzie tzw. dendrytów obniżających żywotność ogniw.
Naukowcy z Teksasu znaleźli rozwiązanie tego problemu wykorzystując tellurek antymonu i dbając o bardzo równomierne rozłożenie sodu w ogniwach. Dzięki temu akumulatory sodowe mogą wykazywać podobną żywotność do litowych i oferować zbliżoną do nich gęstość. Wniosek patentowy dla akumulatorów sodowych został już złożony.
Kolejnym obiecującym w zakresie alternatywy dla akumulatorów litowo jonowych odkryciem mogą być baterie cynkowo-jonowe, nad których udoskonalaniem pracują od lat naukowcy z różnych firm w branży. Przewagą cynku, podobnie jak w przypadku sodu są obniżone koszty produkcji ogniw względem tych opierających się na licie, co było dotychczas bardzo trudne do osiągnięcia. Jak działają zatem akumulatory cynkowo-jonowe? Podobnie jak w przypadku litowo-jonowych kluczowym jest tu zabieg interkalacji czyli dodania jonów do materiału podłoża nie zmieniając jego struktury i dbając o odwracalność procesu.
W akumulatorach cynkowo-jonowych jony cynku przemieszczają się w wodnym elektrolicie. W trakcie procesu rozładowywania akumulatora cynk obecny na anodzie jest rozpuszczany w elektrolicie do postaci jonów cynku, które z kolei są absorbowane przez katodę. Akumulatory cynkowo-jonowe mają szansę stać się alternatywą dla litowo-jonowych, gdyż naukowcom udało się osiągnąć podobną gęstość energetyczną, niższe koszty produkcji oraz większe bezpieczeństwo użytkowania.
Energia zmagazynowana w stopie aluminium? To możliwe!
W ostatnich dniach zrobiło się głośno o kolejnej alternatywie dla akumulatorów litowo-jonowych, która ma nie tylko gwarantować lepszą wydajność, ale także długoterminowość przechowywania energii elektrycznej oraz cieplnej. Mowa tu o opracowanej przez szwedzką firmę Azelio technologii TES.POD (Thermal Energy Storage – Power on Demand). W tym rozwiązaniu wykorzystuje się energię elektryczną pozyskaną na przykład z instalacji PV do podgrzania stopu aluminium do 600 stopni Celsjusza.
Materiał staje się w wyniku tego procesu płynny, by w momencie rozładowywania akumulatora oddać wytworzone w ten sposób ciepło za pośrednictwem płynu HTF do silnika Stirlinga. Napędza on generator energii elektrycznej i cieplnej. Rozwiązanie zaproponowane przez Azelio może znieść największe ograniczenie akumulatorów litowo-jonowych, jakim jest krótkoterminowość przechowywanej przez nie energii.
Firma zapewnia także, że jej pojemność jej urządzeń będzie można skalować w szerokim zakresie wartości. Urządzenia szwedzkiego producenta z pewnością mają potencjał rewolucyjny na rynku magazynów energii.
Czy technologia Li-ION zniknie z rynku?
Czy wszystkie bądź którakolwiek z opisanych wyższej nowych technologii akumulatorowych ma szansę wyprzeć z rynku akumulatory litowo-jonowe, a przynajmniej osłabić ich pozycję? Wszystko zależy od kilku podstawowych zagadnień:
- Jaka jest rzeczywista skala pożarów powodowanych przez baterie litowo-jonowe?
- Jak bardzo da się zredukować koszty akumulatorów zastępując lit innymi materiałami?
- Czy producenci akumulatorów litowo-jonowych będą skłonni zmienić swoje procesy produkcyjne (i w jakim czasie)?
- Czy produkcja ogniw litowo-jonowych będzie nadal taniała?
- Jak duże będzie zainetersowanie alternatywnymi technologiami akumulatorowymi ze strony konsumentów?
- Jak bardzo łańcuchy dostaw litu będą wpływały na ograniczenia w produkcji baterii?
- Czy alternatywne technologie będą w stanie zaoferować takie same, a nawet lepsze parametry działania akumulatorów w porównaniu do baterii litowo-jonowych?
Dążenie do zwiększenia bezpieczeństwa, wydajności, żywotności przy jednoczesnym zredukowaniu kosztów produkcji, to kierunek w którym powinien podążać rynek akumulatorów. Odpowiedzi na przytoczone powyżej pytania mogą przybliżyć nas do oszacowania, czy wypełnianie tych założeń między innymi poprzez wprowadzenie alternatyw dla akumulatorów litowo-jonowych, może okazać się realne. Do postawienia i obronienia konkretnych tez w tym obszarze potrzebny jest jednak czas i skrupulatna obserwacja zmian w świecie technologii akumulatorowych.
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Strefy Rozwoju Zrównoważonego Przemysłu (SRZP) – rząd szykuje nowe przywileje dla przemysłu energochłonnego
Nowelizacja Prawa energetycznego ma otworzyć drogę do tworzenia specjalnych stref z preferencyjnymi warunkami energetycznymi dla przemysłu energochłonnego. W piątek, 16 maja 2025 r., opublikowano projekt ustawy w wykazie prac legislacyjnych rządu.
Rewolucja w kształceniu zawodowym. W Siedlcach rusza centrum elektroenergetyki
W Siedlcach otwarto jedno z pierwszych w Polsce Branżowych Centrów Umiejętności branży elektroenergetycznej. Inwestycja powstała w ramach Krajowego Planu Odbudowy. Centrum umożliwi zdobycie nowoczesnych kwalifikacji zawodowych. Udział w uroczystości wzięła wiceminister edukacji Katarzyna Lubnauer.
Elektromobilność przyspiesza: w Polsce już ponad 90 tys. aut całkowicie elektrycznych
Rośnie liczba samochodów elektrycznych w Polsce. Tylko w pierwszych czterech miesiącach 2025 roku przybyło ich o ponad 10,5 tysiąca – to wzrost aż o 36% rok do roku. Na koniec kwietnia flota aut całkowicie elektrycznych (BEV) przekroczyła 90 tysięcy pojazdów – wynika z danych PZPM i PSNM.
Energa inwestuje w 112 MW zielonej mocy na Dolnym Śląsku. Powstaje PV Serby
Energa Green Development przejęła projekt budowy jednej z największych farm fotowoltaicznych w regionie – PV Serby o mocy 112 MW. To kolejny krok spółki w kierunku realizacji celów dekarbonizacyjnych Grupy ORLEN oraz dynamicznego rozwoju lądowych OZE.
Photon Energy i Hyperion Renewables realizują farmę PV o mocy 38 MW w Rumunii
Photon Energy Group i portugalska firma Hyperion Renewables ogłosiły podpisanie kontraktu EPC (Engineering, Procurement and Construction) na realizację farmy fotowoltaicznej o mocy 34 MW w miejscowości Săliște w Rumunii. Trwają także prace nad zwiększeniem jej mocy do 38 MW. To pierwszy projekt z rumuńskiego portfolio Hyperion, który wejdzie w fazę budowy.
PGE szacuje wyniki za I kwartał 2025. Zysk netto wyraźnie powyżej oczekiwań
PGE zaskakuje pozytywnie inwestorów – wstępne wyniki za pierwszy kwartał 2025 roku pokazują wyraźnie lepszą kondycję finansową spółki, niż zakładał rynkowy konsensus. Grupa osiągnęła 4,33 mld zł EBITDA oraz 2,42 mld zł zysku netto.
Komentarze