Назад

В поисках новых накопителей энергии

В поисках новых накопителей энергии

Вопрос об устойчивости литий-ионных батарей вызывает споры: высокая потребность в сырье ухудшает их экологический баланс; условия добычи, непрозрачные цепочки поставок сырья и не имеющий четкого ответа вопрос о переработке аккумуляторов после использования также являются аргументами, выдвинутыми против литий-ионных накопителей. Объем потребления сырья для изготовления аккумуляторных систем варьируется в зависимости от типа накопителя. Помимо лития, который составляет около 5 процентов от общего веса перезаряжаемых литий-ионных батарей, сырье включает медь, алюминий, никель, графит, а также кобальт, вопрос добычи которого критически обсуждается во всем мире. Поэтому предпринимаются попытки разработать технологии, которые по возможности не требуют проблемного сырья. 

Таким образом, даже если нехватка лития не грозит производителям, кажется целесообразным искать альтернативы для коммерческих аккумуляторных систем. В 2006 году ванадиево-окислительно-восстановительные батареи уже были коммерциализированы в качестве альтернативы в стационарных условиях. Эти батареи отличаются высокой циклической прочностью. Недостатком этих аккумуляторных систем является относительно сложная конструкция, поскольку необходимы резервуары для хранения и насосные системы. Совсем недавно были выпущены кальциевые и натриево-ионные батареи. 

Институт интегрированных систем и технологий компонентов Фраунгофера (IISB) уже 5 лет проводит исследования алюминиево-ионных батарей. Результаты исследований в настоящее время являются отправной точкой для исследовательского консорциума «Альбатрос», спонсируемого Федеральным министерством образования и исследований Германии, в котором помимо IISB также участвуют Исследовательский институт Dechema из Франкфурта-на-Майне, Iolitec GmbH из Хайльбронна и Институт неорганической химии Технического университета Бергакадемия Фрайберг. Несмотря на то, что полномасштабное производство все еще находится в отдаленном будущем, результаты предыдущих исследований, проведенных Fraunhofer IISB, являются многообещающими. Эффективность зарядки алюминиево-ионных батарей по-прежнему составляла 90 процентов после 10 000 циклов, а также скорость зарядки при тестовых испытаниях находится в многообещающем диапазоне всего 30 секунд. Кроме того, в качестве электрода графит может использоваться вместо редкого сырья кобальта, марганца или никеля. 

Источники:

pv-magazine, Статья Мариан Виллюхн (7.12.21): https://www.pv-magazine.de/2021/12/07/projekt-albatros-erforschung-von-lithium-freien-aluminium-ionen-batterien-gestartet/  режим доступа 8.12.21 в 10.35

pv-magazine, Статья Штефана Франца (29.11.2019):

https://www.pv-magazine.de/2019/11/29/faires-lithium-aus-chile-geht-das/ режим доступа 8.12.21 в 10.30

Википедия, Статья «Vanadium-Redox-Akkumulator»: https://de.wikipedia.org/wiki/Vanadium-Redox-Akkumulator режим доступа 8.12.2021 в 10.15