Obnovitelné zdroje žádají mnohem lepší baterie

Datum 06.07.2022

Foto: Unsplash

Díky rozmachu obnovitelných zdrojů energie není v současné době limitujícím faktorem energetické revoluce ani tak dodávka energie, jako její skladování. K delšímu nabíjení automobilů, elektrokol a zařízení jsou zapotřebí čistší a ekologičtější baterie.

V budoucnu bude velká část naší energie pocházet z obnovitelných zdrojů, jako je solární a větrná energie. Jsou však období, kdy vítr nefouká a slunce nesvítí. Abychom vyrovnali dodávky, musíme přebytečnou elektřinu vyrobenou z obnovitelných zdrojů skladovat, dokud ji nebudeme připraveni spotřebovat. Jedním z důležitých prostředků, jak toho dosáhnout, jsou lepší baterie. Pokud chceme napájet plánované flotily elektromobilů a mobilních zařízení, potřebujeme také obrovské množství baterií.

Problém je, že i ty nejlepší baterie mají problémy. Jedním z nich je, že lithium-iontové články používají jako klíčovou součást lithium. To se těží jako sůl. U nás sice jsou naleziště tohoto důležitého prvku v oblasti Cínovce, ale zbytek Evropy v současné době žádné velké zásoby nemá, takže dokud nezačne těžba u nás, bude odkázána na dovoz z míst, jako je Austrálie a Chile. Lithiové baterie jsou také drahé, mají omezenou kapacitu a po opakovaném nabíjení ztrácejí výkon.

Hustota energie

Tradiční lithium-iontové baterie mají anoda a katoda a kapalinu zvaná elektrolyt. Jednoduše řečeno při vybíjení baterie proudí v elektrolytu elektrony z anody do katody a napájejí zařízení, ke kterému je připojena. Při nabíjení baterie probíhá tento proces opačně. Celý proces je vratnou elektrochemickou reakcí. Existuje mnoho variant tohoto základního procesu s různými druhy zapojených chemických látek a iontů. Konkrétní možností, kterou zkoumá projekt ASTRABAT, je odstranění kapalného elektrolytu a jeho nahrazení pevnou látkou nebo gelem. Teoreticky mají tyto baterie v pevné fázi vyšší hustotu energie, což znamená, že mohou napájet zařízení po delší dobu. Měly by být také bezpečnější a rychlejší na výrobu, protože na rozdíl od typických lithium-iontových baterií nepoužívají hořlavý tekutý elektrolyt.

Hlavními součástmi redoxních průtokových baterií jsou dvě kapaliny, jedna kladně a druhá záporně nabitá. V provozu spousta velkých redoxních průtokových baterií, které jsou navrženy tak, aby byly stabilní a vydržely zhruba 20 let. Tyto stávající baterie však používají vanad rozpuštěný v kyselině sírové, což je toxický a korozivní proces.

Projekt HIGREEW plánuje vytvořit redoxní průtokovou baterii, která využívá mnohem méně toxických materiálů.

Redoxní průtokový článek

Pokud jde o ukládání energie pro účely vyrovnávání dodávek do elektrických sítí, baterie musí být spolehlivé a vysokokapacitní, což znamená drahé. Nedostatkové lithium však není nejlepší volbou. Místo toho se v rámci projektu HIGREEW zkoumá jiný druh baterií, známý jako redoxní průtokový článek.

Hlavními součástmi redoxních průtokových baterií jsou dvě kapaliny, jedna kladně a druhá záporně nabitá. Při používání baterie jsou tyto kapaliny čerpány do komory známé jako zásobník článků, kde jsou odděleny propustnou membránou a vyměňují si elektrony – vytvářejí tak proud.

Koordinátorem projektu je chemik Dr. Eduardo Sanchez z výzkumného centra CIC energiGUNE nedaleko Bilbaa ve Španělsku. Vysvětluje, že po celém světě je již v provozu spousta velkých redoxních průtokových baterií, které jsou navrženy tak, aby byly stabilní a vydržely zhruba 20 let. Tyto stávající baterie však používají vanad rozpuštěný v kyselině sírové, což je toxický a korozivní proces.

Projekt HIGREEW plánuje vytvořit redoxní průtokovou baterii, která využívá mnohem méně toxických materiálů, jako jsou roztoky solí ve vodě, které uchovávají ionty na bázi uhlíku. Sanchez a jeho tým kolegů pracují na vývoji nejlepšího receptu pro tuto baterii a zkoušejí mnoho různých kombinací solí a chemických roztoků a v používání redoxních průtokových baterií vidí velkou budoucnost.

Milan Matějíček
zdroj: Horizon

Steinel 700 x 200 px

Komentáře k článku (1)

  1. Jenže výsledkem této ekorevoluce je utracení stamiliard korun v České republice a stamiliard euro v EU ,výsledkem jsou nejdražší energetické zdroje na světě, v této nadcházející zimě miliony lidí v energetické nouzi a bídě a pár nenažranců se na této situaci nakapsuje. Odpovědní politici v EU by měli stát před soudy za sabotáž a zbídačení vlastních občanů a ne se přežírat na banketech kaviárem, ať táhnou do hajzlu!

Napsat komentář