Новите батерии за проток на редокс стануваат профитабилни за прв пат
Поради нивниот краток век на траење, литиум-јонските батерии се само делумно погодни за привремено складирање на електрична енергија - истражувачите на Фраунхофер сега за прв пат развија нови типови на редокс батерии што се профитабилни.
Количината на електрична енергија генерирана од обновливи енергии варира во голема мера, поради што електричната енергија треба привремено да се складира се додека не биде потребна. Системи на батерии со високи перформанси исто така се потребни за современи технологии како што е електромобилноста: На пример, електричната мрежа не е дизајнирана за станици за брзо полнење со 350 kW. Покрај тоа, електричната мрежа не е достапна насекаде каде што има смисла станиците за брзо полнење.
Литиум-јонските батерии се погодни само за вакви апликации во ограничен обем: Нивната стабилност на циклусот не е доволна - ако се наполнуваа и празнеа два или три пати на ден, тие ќе се расипеа по две до три години. Од друга страна, батериите за проток на Редокс се различни: Тие нудат стабилност во високиот циклус и не се запаливи, може да се рециклираат, а нивниот капацитет и перформанси можат лесно да се прилагодат. Затоа, тие се особено погодни за апликации во кои батеријата многу се користи. Досега, тие едноставно беа прескапи.
Протоци на батерии Redox во истиот опсег на цени како и литиум-јонските батерии
Истражувачите од Институтот за еколошка, безбедносна и енергетска технологија Фраунхофер „Умшихт“ сега успеаја значително да ги намалат трошоците на батериите. За да се разбере како истражувачите ги оптимизирале батериите за проток на редокс, прво е потребно да се погледне структурата на овие батерии. Тие се состојат од купишта - купишта клетки кои ја претвораат електричната енергија што треба да се складира во хемиска енергија и електролитната течност што ја складира оваа хемиска енергија. Купиштата се главно одговорни за високите трошоци на батериите. Иновативните батерии за редокс проток се произведени и продадени од спин-оф Volterion на Fraunhofer.
„Можевме да ја намалиме тежината на купиштата на десет проценти и на тој начин значително ги намаливме нивните трошоци“, објаснува др. Торстен Зајп, поранешен научник во Фраунхофер Умсихт, а сега извршен директор на Волтерион. „Додека конвенционалните купишта често треба да бидат дебели осум до десет милиметри по одделна ќелија, ние поминуваме со дебелина на магацинот од два до три милиметри.“ Поради заштеда на материјал, новите батерии за проток на редокс се во ист опсег на цени со литиум-јонските батерии., но траат повеќе од двапати подолго. Тоа значи: За прв пат ќе бидете профитабилни за бројни апликации.
Развојот на материјалот овозможува подобри батерии
Главната атракција беше материјалниот развој. Купиштата обично се состојат од графит-пластична мешавина. Сепак, како резултат на обработка, материјалите ги губат своите полимерни својства. Со други зборови: долгите полимерни ланци се уништуваат, материјалот ја губи својата флексибилност и дел од својата стабилност. Покрај тоа, не може да се заварува, туку треба да се обезбеди со прстени за запечатување и да се навртуваат.
„Ние ги адаптиравме материјалот и процесот на производство, така што својствата на полимерот се задржуваат. Тоа значи: Материјалот останува стабилен и флексибилен, така што може да се направи значително потенок и купиштата да се заваруваат заедно. Прстените за запечатување што брзо се истрошија се непотребни “, објаснува Сип. Ова не само што ги прави оџаците поекономични, туку и значително поцврсти.
Апликации за редокс батерии за проток
Новите батерии за проток на редокс се користат, меѓу другото, во постројка за третман на отпадни води. Електричната енергија се произведува таму од метан, а во иднина фотоволтаичните системи исто така ќе придонесат за производство на енергија. Една батерија од 100 kW би требало да компензира за два вида флуктуации: онаа за производство на енергија и за потрошувачката на енергија. На овој начин, пречистителната станица за отпадни води треба да ги покрие сите нејзини енергетски потреби во иднина.
Редукционата батерија со проток честопати е исплатлива за скенери за МРИ во болниците. „Секоја машина за магнетна резонанца има излез од 200 kW - ако треба да работат три или четири машини во исто време, линијата е брзо преоптоварена. Сепак, поставувањето на нов далновод е исклучително скапо и чини 80 000 евра за километар. Редукционата батерија на проток е добра алтернатива овде “, вели Сип. Апаратите за магнетна резонанца работат по неколку минути, користат многу електрична енергија за ова време и потоа повторно се исклучуваат до следниот преглед. Батеријата минува низ бројни циклуси на полнење и празнење секој ден. „Нашите батерии се создадени за ова - како и за други апликации кои бараат многу краткорочна енергија што мрежата не може со сигурност да ја испорача“, резимира Seipp.
Истражувачите од Fraunhofer Umsicht моментално работат заедно со нивните колеги од Volterion за дополнително намалување на трошоците за батериите. Тие исто така сакаат да ги скалираат големините на апликациите: батериите во моментов се дизајнирани за 100 до 300 kW, во иднина тие исто така треба да бидат употребливи во опсегот на мегавати.
Написот првпат се појави на порталот на електроинженерството на нашата сестринска марка.
Како изгледа идеалната батерија? Преглед на тековните случувања
Пробив во истражувањето на батериите
Истражувачите ја развиваат најефикасната батерија со литиум-сулфур во светот