Politechnika Gdańska tworzy przełomowe baterie. Projekt wart 4,3 mln zł
Na Politechnice Gdańskiej trwają prace nad bateriami nowej generacji, które będą wytrzymałe, bardziej ekologiczne i pozbawione surowców krytycznych. Zespół pod kierunkiem prof. Moniki Wilamowskiej-Zawłockiej otrzymał ponad 4,3 mln zł dofinansowania na badania. Projekt realizowany jest we współpracy ze szwajcarskim ośrodkiem Empa i firmą Siloxene AG. Naukowcy pracują także nad technologiami recyklingu zużytych baterii litowo-jonowych oraz rozwijają baterie sodowo-jonowe.
Nowa generacja baterii bez surowców krytycznych
Zespół badawczy z Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej pod kierunkiem prof. Moniki Wilamowskiej-Zawłockiej prowadzi prace nad bateriami wysokiej mocy do zastosowań m.in. w dronach i pojazdach elektrycznych. Kluczowym założeniem projektu jest wyeliminowanie surowców krytycznych, takich jak kobalt, nikiel i naturalny grafit, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wydajności i stabilności pracy ogniw.
Badania realizowane są w ramach Szwajcarsko-Polskiego Programu Współpracy i otrzymały ponad 4,3 mln zł dofinansowania. Partnerami projektu są szwajcarski ośrodek badawczy Empa oraz firma Siloxene AG.
Tlenowęgliki krzemu zamiast grafitu
Standardowe baterie litowo-jonowe zawierają anodę opartą na graficie oraz katodę z tlenków litowo-niklowo-manganowo-kobaltowych. Naukowcy z Politechniki Gdańskiej proponują alternatywę – wykorzystanie tlenowęglików krzemu (SiOCs) jako matrycy dla nanocząstek krzemu i cyny.
– Tlenowęgliki krzemu zapewniają nie tylko dobrą wytrzymałość mechaniczną i chemiczną, ale są również materiałami aktywnymi elektrochemicznie wobec jonów litu – tłumaczy prof. Wilamowska-Zawłocka. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie anod o znacznie wyższej pojemności elektrycznej niż w przypadku naturalnego grafitu.
Zespół badawczy koncentruje się na minimalizacji problemów wynikających z dużych zmian objętości krzemu i cyny podczas cykli ładowania i rozładowania, co w tradycyjnych ogniwach prowadzi do degradacji struktury elektrody.
Zobacz również: Orlen i Politechnika Gdańska rewolucjonizują sieci wysokiego napięcia w Polsce
Efektywny recykling ogniw litowo-jonowych
Oprócz prac nad nowymi materiałami, zespół prowadzi badania nad odzyskiem surowców krytycznych z zużytych ogniw litowo-jonowych. Projekt ten realizowany jest w ramach grantu z programu SONATA BIS NCN. Celem jest opracowanie opłacalnych i przyjaznych dla środowiska technologii recyklingu komponentów takich jak grafit, kobalt, nikiel, mangan, miedź, glin oraz lit.
– Firmy odzyskują już surowce z baterii litowo-jonowych, ale skala tego procesu jest nadal zbyt mała – zaznacza prof. Wilamowska-Zawłocka.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna prognozuje, że do 2030 roku na świecie będzie generowanych 100–120 GWh zużytych baterii rocznie. Masa wycofanych modułów baterii może wzrosnąć do 4 milionów ton rocznie.
Prof. Wilamowska-Zawłocka podkreśla konieczność rozwoju miejskiego górnictwa (urban mining) i recyklingu bezpośredniego – umożliwiającego odzysk aktywnych materiałów elektrodowych bez zmiany ich struktury.
Zobacz również: Smart Renewable Energy Engineering – Politechnika Gdańska otwiera nowy kierunek studiów dla transformacji energetycznej
Baterie sodowo-jonowe – tańsza i ekologiczna alternatywa
W ramach wcześniejszych badań finansowanych z programu BEETHOVEN NCN, we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Technicznego w Darmstadt i Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, zespół prof. Wilamowskiej-Zawłockiej opracował nowe materiały elektrodowe do baterii sodowo-jonowych. Efektem projektu były dwa zgłoszenia patentowe.
– Sód jest drugą po licie opcją pod względem właściwości elektrochemicznych i czwartym najczęściej występującym pierwiastkiem na Ziemi – wyjaśnia badaczka. Anody do baterii sodowo-jonowych można wytwarzać z twardych węgli pochodzących z biomasy, a katody mogą być oparte na żelazie lub manganie – bez użycia kobaltu.
Choć baterie sodowo-jonowe mają niższą gęstość energii i szybciej tracą pojemność, są bardziej zrównoważone środowiskowo i tańsze w produkcji. Ich rozwój nabiera tempa, a na rynku pojawiają się już pierwsze pojazdy z tego typu bateriami.
Źródło: Politechnika Gdańska
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
49 mln euro i 2318 instalacji: GreenYellow zasila dachy Biedronki
GreenYellow zrealizował jedną z największych inwestycji w sektorze rozproszonej fotowoltaiki w Polsce. Firma pozyskała 49 mln euro finansowania na rozwój portfela 116 MW instalacji PV zlokalizowanych na dachach sklepów sieci Biedronka. Projekt obejmuje łącznie ponad 2318 mikroinstalacji przeznaczonych na potrzeby autokonsumpcji.
3,5 GWh od BYD dla Grenergy – rekordowa dostawa baterii do Chile
Grenergy podpisało umowę z BYD Energy Storage na dostawę systemów magazynowania energii o łącznej pojemności 3,5 GWh. Baterie trafią do szóstej fazy projektu Oasis de Atacama w północnym Chile. Jest to największa tego typu dostawa w regionie i druga na świecie pod względem skali.
Regiony bez wsparcia z FST? Instrat chce aktywacji nowego filaru Funduszu Modernizacyjnego
Fundacja Instrat apeluje o wykorzystanie Funduszu Modernizacyjnego do wsparcia regionów pominiętych w Funduszu Sprawiedliwej Transformacji. Eksperci wskazują konkretne lokalizacje i argumentują, że działanie jest pilne. W tle nowy plan klimatyczno-energetyczny Polski i rosnące zagrożenie bezrobociem w regionach węglowych.
Największa instalacja słoneczna w historii Słowenii – 30 MW energii z PV
Rząd Słowenii zatwierdził plan zagospodarowania przestrzennego pod największą w kraju farmę fotowoltaiczną o mocy 30 MW. Inwestorem będzie spółka Dravska Elektrarna Maribor. Instalacja powstanie w północno-wschodniej części kraju, w gminach Starše, Hajdina, Gorišnica i Markovci.
USA nakładają cła na ogniwa PV z Azji. SEIA ostrzega przed wzrostem cen
U.S. International Trade Commission ogłosiła ostateczne orzeczenie ws. szkody dla amerykańskiego przemysłu fotowoltaicznego. SEIA ostrzega przed konsekwencjami dla cen i rozwoju krajowej produkcji.
Enea z rekordową pożyczką z KPO – 9,13 mld zł na rozwój sieci i OZE
Enea podpisała umowę z BGK na 9,13 mld zł z Krajowego Planu Odbudowy. Pieniądze trafią do Enei Operator i posłużą modernizacji sieci w północno-zachodniej Polsce.
Komentarze