Prietokové batérie budú výhodným úložiskom energie

Takzvané prietokové batérie (redox-flow, alebo flow batérie) majú šancu pomôcť vybudovať lacnejšie a výkonnejšie úložiská energie, s dlhšou životnosťou, než to umožňujú dnešné technológie. Okrem iného by sa tak eliminovala nestabilita rozvodných sústav vyvolaná vplyvom dodávok zo solárnych a veterných zdrojov.

Pozrite siVitamínové batérie rozkážu slnku a vetru

Kým galvanické akumulátory pri nabíjaní ukladajú energiu do chemických zmien elektród, redox-flow batérie to robia prostredníctvom zmien elektrolytu (resp. dvoch elektrolytov). Prostredie medzi elektródami je oddelené polopriepustnou membránou a systém používa čerpadlá pre pohyb elektrolytov, ktoré tvoria elektródy.

https://www.youtube.com/watch?v=HwXYFKvhp2E

Ide teda o robustné batérie, ktoré sa nehodia pre malé a mobilné aplikácie (aj keď pokusy vytvoriť na ich báze elektromobily existujú). V roli energetického úložiska však rozmery nemajú primárnu dôležitosť. Elektrolyty sú uložené v externých nádržiach – čím väčší objem, tým viac energie uchovajú.

Pri úložiskách sa naopak dá s výhodou oceniť ich odolnosť voči samovybíjaniu, dlhá životnosť a dostupnosť materiálov, z ktorých sú vyrobené. Pritom sa ich darí ďalej zdokonaľovať.

Princíp prietokovej batérieZDROJ | Nature

Harvardským vedcom sa podarilo modifikovať zloženie pozitívneho a negatívneho elektrolytu na báze ferrocénu a viologénu, ktoré sú rozpustné v obyčajnej vode.

Ferrocén je normálne nerozpustný, no vedcom sa podarilo upraviť jeho molekuly tak, aby sa stal rozpustným vo vode. Podarilo sa im tiež zvýšiť stabilitu viologénu. Elektrolyt je netoxický a nekorozívny, takže pri jeho vytečení nehrozia problémy.

https://www.youtube.com/watch?v=WYcMwbiv5s8

Tím pod vedením profesorov Michaela Aziza a Roya Gordona uvádza, že sa im podarilo dosiahnuť pozoruhodnú životnosť prietokovej batérie. Po 1000 nabíjacích/vybíjacích cykloch stráca len 1 percento kapacity, čo je výborné.

Pozrite siUhlíkové nanorúrky náhradou za Li-ion batérie?

Dôležité je aj zníženie nákladov, ktoré pomôže priblížiť sa k méte, ktorú stanovilo pre batériové úložiská americké Ministerstvo energetiky – 100 USD za kilowatthodinu.
Neutrálne pH elektrolytu je užitočné pri znižovaní nákladov na iónovo selektívnu membránu, ktorá oddeľuje oba póly batérie.

Prietokové batérie dnes väčšinou používajú drahé polyméry, ktoré znesú agresívnu chémiu vnútri batérie. Môžu tvoriť až jednu tretinu celkových nákladov na zariadenie. Batéria, ktorá v podstate používa slanú vodu na oboch stranách membrány, môže drahé polyméry nahradiť lacnými materiálmi. Hm, čo na to vraví Tesla a ďalší, ktorí vyrábajú záložné batérie na báze Li-ion technológie?

ZdrojHarvard Paulson School

Komentáre k článku