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
PowerHarvester od 1KOMMA5°. Magazyn energii bez fotowoltaiki
Niemiecka firma 1KOMMA5° wprowadziła na rynek innowacyjny system magazynowania energii o nazwie PowerHarvester, który umożliwia gospodarstwom domowym korzystanie z dynamicznych cen energii elektrycznej bez konieczności posiadania własnej instalacji fotowoltaicznej. To rozwiązanie skierowane jest do właścicieli domów, mieszkańców wspólnot mieszkaniowych oraz wszystkich, którzy chcą aktywnie uczestniczyć w transformacji energetycznej i czerpać korzyści z inteligentnego zarządzania energią.
Hybryda do każdego BEV bez przebudowy – Horse Powertrain zmienia zasady gry
Koncepcja hybrydowego układu napędowego pozwoli przekształcać platformy BEV bez kosztownych zmian konstrukcyjnych.
Enea podwaja inwestycje w 2025 roku. Priorytetem OZE i dystrybucja energii
Grupa Enea planuje przeznaczyć w 2025 roku aż 7,94 mld zł na inwestycje, czyli ponad dwa razy więcej niż rok wcześniej. To największy CAPEX w historii spółki. Kluczowe obszary, na które postawi Enea, to odnawialne źródła energii (OZE), dystrybucja oraz wytwarzanie energii. Decyzja o znacznym zwiększeniu nakładów wpisuje się w strategię transformacji energetycznej i wzmocnienia pozycji Enei jako wicelidera polskiego rynku elektroenergetycznego.
Rhoss prezentuje EasyPACK ECO HT65 – nowe pompy ciepła do 100 kW
Rhoss zaprezentował nową linię pomp ciepła EasyPACK ECO HT65. Urządzenia dostępne są w trzech wielkościach, oferują moc od około 75 do 100 kW i dostępne są w dwóch wersjach: wysokowydajnej oraz wyjątkowo cichej. Wyróżniają się zastosowaniem czynnika chłodniczego R454B o niskim GWP oraz zaawansowaną technologią sprężarek.
EDP rusza z farmą słoneczną dla zielonego wodoru w Turyngii
EDP rozpoczęło budowę farmy fotowoltaicznej w Turyngii o mocy 64,6 MWp. Inwestycja będzie wspierać produkcję zielonego wodoru przez firmę Lhyfe. Projekt powstaje we współpracy z Kronos Solar EDPR i ma zakończyć się w 2026 roku. Farma dostarczy energię dla około 22 000 gospodarstw i pozwoli ograniczyć emisje CO₂ o 48 000 ton rocznie.
Polenergia ogranicza emisje CO₂e o milion ton rocznie. Morskie farmy wiatrowe podwoją ten efekt
Grupa Polenergia, największa prywatna firma energetyczna w Polsce, w 2023 roku uniknęła emisji ponad 1 mln ton CO₂e dzięki produkcji zielonej energii. Budowane przez spółkę morskie farmy wiatrowe mają dorzucić kolejne 2 mln ton unikniętych emisji rocznie. To dowód na rosnącą rolę OZE w dekarbonizacji polskiej gospodarki.
Komentarze