Lítium-iónové batérie sú horľavé, pomerne drahé a ich produkciu limituje dostupnosť lítia. Švajčiarsky výskum sa zameral na využitie odpadového grafitu a kovošrotu. Batérie, ktoré vyvinuli, majú byť dostupnejšie a lacnejšie.
Švajčiarsky Federálny výskumný ústav pre materiálovú vedu a technológie (EMPA) spolu s technickou univerzitou ETH Zurich sa možno postarali o prielom v oblasti uskladňovania energie. Objavili spôsob, ako vyrobiť batérie z odpadového grafitu a kovového šrotu.
Výskum vo švajčiarskom Zurichu viedol Maxim Kovalenko. Jeho cieľom bolo vyrobiť batériu z hliníka a horčíka – kovov, ktoré patria k najbežnejším materiálom v zemskej kôre.
„Tieto materiály poskytujú vysokú úroveň bezpečnosti, aj keď je anóda z čistého železa. To taktiež umožňuje vyrábať batérie veľmi jednoduchým a lacným spôsobom a rapídne zvýšiť ich produkciu,“ uviedol výskumný ústav.
Využili odpadový grafit
Tím Kovalenka otočil princíp, na ktorom fungujú lítium-iónové batérie, hore nohami. „V konvenčnej li-ion batérii je anóda (záporný pól) z grafitu, ktorého vrstvy obsahujú lítiové ióny. V Kovalenkovej batérií je grafit, naopak, použitý ako katóda (kladný pól). Hrubé anióny sú uložené medzi grafénovými vrstvami. Anóda je vyrobená zo železa,“ približuje EMPA.
Pri pátraní po grafite s čo najlepšími vlastnosťami pre využitie v batériách výskumníci zistili, že najvhodnejším materiálom pre katódy je vďaka svojej štruktúre odpadový grafit, vedľajší produkt pri výrobe ocele.
Grafitová katóda vyrobená z odpadového grafitu z oceliarní je podľa EMPA nákladovo mimoriadne efektívnym riešením a výhodná je i z environmentálnej perspektívy. Testy uskutočnené v laboratórnych podmienkach taktiež potvrdili dlhú životnosť batérií – batériový systém absolvoval v priebehu niekoľkých mesiacov tisíce cyklov nabitia a vybitia.
„Batéria s katódou na báze grafitu môže pri každodennom používaní v domácnostiach vydržať desaťročia,“ vysvetlil Kravčuk. „Podobné zariadenia, avšak s ešte vyššou voltážou a kapacitou a zároveň nižšou hmotnosťou sú už vo vývoji a ponúknu ďalší nárast energetickej hustoty zo súčasných asi 6OWh kg-1 na 150 Wh kg-1,“ doplnil.
Trh skladovania energie má prudko rásť
Švajčiarsky objav by v najbližších rokoch mohol zamiešať kartami na rozrastajúcom sa trhu. Celosvetový trh uskladňovania elektrickej energie sa má podľa štúdie spoločnosti IHS zdvojnásobiť. Lítium-iónové batérie sa majú v nasledujúcich desiatich rokoch podľa tohto materiálu stať mainstreamovou technológiou uskladňovania elektriny s 80% podielom zo všetkých možných spôsobov.
Len v tomto roku sa pre celkový trh s uskladňovaním energie očakáva nárast z 1,4 gigawatt hodín na 2,9 Gwh. Do roku 2025 by to malo byť podľa odhadov IHS 21 GWh. Zhruba polovica zariadení bude inštalovaných domácnosťami a podnikmi a určená pre samostatnú spotrebu alebo rezervné účely.
Celý obsah článku je prístupný pre predplatiteľov.
Predplatné obsahuje:
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Energie-portal.sk (ISSN 1338-5933)
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Odpady-portal.sk (ISSN 1338-1326)
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Voda-portal.sk (ISSN 2585-7924)
chcem sa prihlásiť
chcem získať predplatné
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.