Иновации в областта на съхранението на енергия
Батериите са ключов компонент на енергийния преход и са необходими за съхранение на електроенергия, произведена от възобновяеми източници. Търсенето им в световен мащаб съответно нараства. Борбата за суровини продължава, често в ущърб на околната среда. Експерти от индустрията предупреждават, че литиево-йонните батерии могат да задоволят нарастващото търсене само в ограничена степен поради използването на критични суровини. Изследванията в областта на алтернативните технологии за батерии напредват и следва да се ускорят.
АкадемиятаTU Bergakademie Freiberg провежда креативни изследвания за енергийния преход. Изследователски екип вече е постигнал значителен напредък в разработването на алуминиева батерия. Батерията се състои от алуминий като анод, графит като катод и нов вид електролит на полимерна основа, разработен в университета.
С дълги черни гумени ръкавици, изследователят Амир Мохамад посяга към кутия, за да отвори буркан, съдържащ полимер с цвят на мед. С помощта на шпатула той внимателно го нанася върху тънко алуминиево фолио. Накрая покрива алуминиевото фолио с полимера в т.нар. каландър с нагряващи се валяци. „Това вече е две трети от батерията“, обяснява изследователят. Алуминиевото фолио служи като анод, а полимерният слой образува електролита. Ако това се комбинира с графитен катод, се създава една клетка за прототипа на алуминиево-полимерната батерия. Първият прототип, състоящ се от така наречения „стек“ с 10 клетки, ще може да съхранява около 1 ватчас (Wh) енергия, обясняват учените от TU Bergakademie Freiberg.
„Целта на по-нататъшното развитие е капацитет за съхранение от 10 киловатчаса (kWh), което съответства на средното дневно производство на фотоволтаична система на покрива на еднофамилна къща“, обяснява научният сътрудник в Института по експериментална физика. Това ще направи новия тип алуминиево-полимерна батерия възможност за използване като стационарна система за съхранение на електроенергия, особено за частни фотоволтаични системи.
Екипът обръща специално внимание на електролитния разтвор между анода и катода, съобщава TU Bergakademie Freiberg: „За тази цел разработихме полимерен електролит на базата на йонна течност. Това е смес от триетиламин хидрохлорид и алуминиев хлорид, които заедно с полиамида образуват солидна мрежа“, обяснява членът на екипа по проекта Оливер Шмидт. „В сравнение с традиционните течни електролити този твърд електролит предлага множество предимства: Той не може да изтича, устойчив е на влага и кислород и намалява корозията. Той също така замества обичайния сепараторен слой, което прави батерията по-безопасна и по-рентабилна за производство.“
Следващата стъпка на екипа е да тества обработката на материалите и производството на алуминиево-полимерна батерия. До края на 2025 г. двамата изследователи очакват да получат надеждни резултати за използването на техния иновативен прототип на батерия.
Снимка: TUBAF / A. Hiekel