Redox flow baterie – nová generace akumulátorů nejen pro energetiku

Americké Národní laboratoře Sandia pracují na zcela novém typu , které vycházejí z technologie ‚redox flow‘ . Ty dokáží skladovat energii efektivněji než olověné i lithium-iontové baterie a mají mnohonásobně vyšší životnost.

Třídimenzionální kulovitá reprezentace jedné z možných sloučenin elektrolytu pro redow flow baterie z laboratoří Sandia, foto: SNL
Třídimenzionální kulovitá reprezentace jedné z možných sloučenin elektrolytu pro redow flow baterie z laboratoří Sandia, foto: SNL

Technologii redox flow , kde se vybitý elektrolyt jednoduše vymění za jiný, v současné době rozpracovává celá řada institucí – například Fraunhoferův institut v Německu. Nikdo ale zatím není dál než ve stádiu výzkumu.

Výsledkem dlouholetého výzkumu vědců z laboratoří Sandia jsou nové způsoby „syntézy nízkonákladových ionizovaných tekutin obohacených o oxidační kovové prvky“ – pokud to alespoň chápeme správně z prezentačního PDF. Ve zkratce se tyto nové tekutiny nazývají MetIL.

Tyto nové typy tekutých elektrolytů s přechodnými kovovými prvky jsou připravovány v jednom kroku zahřátím kovových solí tou správnou kombinací ligandů (typicky aminoalkoholů). Vědci dosud otestovali asi stovku různých typů sloučenin a zhruba dvacítka z nich zatím vypadá slibně.

Cílem je najít takové sloučeniny, které budou levné na výrobu, budou mít dobré vodivé vlastnosti a elektrochemickou reverzibilitu, tedy bude snadné je nabíjet a zase vybíjet. Baterie s tekutým elektrolytem proti klasickým li-ion bateriím vynikají především svou životností. Jsou totiž schopné pracovat třeba i 14 000 cyklů, tedy po dobu 20 let.

Flow baterie funguje tím způsobem, že vodivý roztok volných nabitých iontů kovů rozpuštěných v elektrolytu je napumpován z externí nádrže skrze elektrochemický článek, ve které přemění chemickou energii v elektrickou. De-facto jde tedy o obdobu .

Další výhodou flow baterií je skutečnost, že se mohou dobíjet i nabíjet velmi rychle, což je u dnešních běžně využívaných li-ion baterií opět problém. Na druhou stranu, vědci v laboratořích Sandia zatím ve svých bateriích pracují se středně toxickými prvky jako jsou vanad či bromid zinečnatý.

Nevýhodou zejména vanadu je jeho cenová volatilita – jeho ceny mohou na volném trhu vystoupat velmi vysoko. Výhodou využití kovů a naopak eliminace použití vody (které používají jiné typy flow baterií) je vyšší energetická hustota baterie a také menší citlivost na vnější teploty.

Sdílet:

Jan Horčík

Zakladatel a šéfredaktor magazínů Ekologické bydlení a Hybrid.cz.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.