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
MKiŚ i gminy wypracowują nowe zasady ochrony złóż kopalin w planowaniu przestrzennym
Ministerstwo Klimatu i Środowiska wspólnie z samorządami opracowuje elastyczniejsze zasady ochrony złóż kopalin, by zapewnić bezpieczeństwo surowcowe państwa bez hamowania rozwoju lokalnego.
Ponad 120 mld zł z ETS2 na modernizację Polski – apel o jasny plan wydatkowania środków
Polska może otrzymać aż 124 mld zł z systemu ETS2 i Społecznego Funduszu Klimatycznego. Eksperci i organizacje apelują do rządu o przejrzyste zasady wydatkowania tych środków oraz pilne przyjęcie Planu Społeczno-Klimatycznego.
Nowatorskie rozwiązania w ciepłownictwie – podsumowanie warsztatów NCAE
Narodowe Centrum Analiz Energetycznych (NCAE) zaprezentowało podczas warsztatów innowacyjne koncepcje transformacji sektora ciepłowniczego. Przedstawiono modele hybrydowe, elektryfikację ciepłownictwa oraz lokalne obszary bilansowania energii.
1,4 mld zł z KPO na modernizację sieci dystrybucyjnej – PGE Dystrybucja inwestuje w elastyczność i OZE
PGE Dystrybucja otrzyma blisko 1,4 mld zł z Krajowego Planu Odbudowy na modernizację sieci dystrybucyjnej. Inwestycje obejmą przebudowę stacji, rozbudowę linii oraz wdrożenie inteligentnych funkcjonalności, co zwiększy potencjał przyłączeniowy dla OZE o 541 MW.
Energa Operator uruchamia potencjał ultraszybkiego ładowania dzięki modernizacji GPZ
Modernizacja pięciu głównych punktów zasilania przez Energę Operatora przy autostradach A1 i A2 pozwoli na powstanie ponad 200 ultraszybkich ładowarek dla elektromobilności w Wielkopolsce i na Kujawach. Inwestycja wsparta 48 mln zł z NFOŚiGW zwiększa niezawodność sieci i ogranicza emisje CO2.
Farma wiatrowa Sieradz: TAURON rozwija zieloną energię w województwie łódzkim
TAURON uruchomił farmę wiatrową Sieradz o mocy 23,8 MW, która zasili prądem nawet 40 tys. gospodarstw domowych. To kolejny krok Grupy w kierunku zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii.
Komentarze