Исследователи из Университета прикладных наук Мюнстера совместно с двумя компаниями EMG Automation и Energy Environment Economics 3e разработали новую систему накопления энергии, которая работает устойчиво и сохраняет ресурсы только за счет цинка и воздуха.
Вот как работает хранилище: цинк реагирует с кислородом и выделяет энергию. Цинк находится в ячейке, кислород воздуха поступает через проницаемый электрод. Тот факт, что в ячейке присутствует только один реакционный партнер, имеет то преимущество, что возможны более высокие плотности энергии по сравнению с обычной литий-ионной батареей. «Одним из преимуществ является то, что цинк очень широко распространен во всем мире и даже встречается в земной коре в Германии», - говорит профессор доктор. Питер Глосекоттер из Департамента электротехники и компьютерных наук, который руководил проектом со своей командой. Это хорошая новость, особенно когда речь идет о дефиците ресурсов. Драгоценные металлы и редкие земли, которые установлены во многих обычных хранилищах энергии, могут быть сохранены с помощью новой технологии.
Цинковый элемент на 98% пригоден для повторного использования
Однако для того, чтобы элемент мог быть перезаряжен, требуются водный щелочной электролит и бифункциональный газодиффузионный электрод или отдельный зарядный электрод, что позволяет окисляться образующимся гидроксид-ионам. Если потеря емкости слишком велика, то есть элемент неисправен для использования при хранении - по расчетам ученых, это произойдет примерно через десять лет, - тогда существует возможность перепродажи используемого раствора гидроксида калия в электролите. Потому что промышленность может использовать его для нейтрализации химических сточных вод, которые часто бывают кислыми. «Кроме того, цинк можно многократно использовать повторно даже после его использования в магазине. Наши элементы пригодны для переработки на 98%», - говорит Глосекоттер.
Картинная галерея
И низкая цена также впечатляет, как добавляет Андре Лёхте, научный сотрудник лаборатории Glösekötter: «Стоимость материалов составляет около двух евро на ячейку - нам нужно десять из них, чтобы сэкономить один киловатт-час».
Следующий шаг: увеличение плотности интеграции системы управления батареями
«Потенциал этой технологии определенно есть», - говорит Маркус Кункель, управляющий директор 3e. «Благодаря электролиту мы также находимся в безопасности, потенциал риска ниже, чем при использовании других технологий хранения», - так считает Анно Джордан из EMG Automation. «Мы напрямую стремимся к следующему проекту. Система управления батареями текущего демонстратора по-прежнему состоит из отдельных компонентов. Теперь следующий шаг в разработке, мы хотим увеличить плотность интеграции системы управления батареями и, следовательно, интеграцию в систему в целом, тогда это тоже что-то для коммерческой сферы ».
СОВЕТ ПО СЕМИНАРУ Семинар «Аккумуляторы - основы и применение» обучает необходимым техническим и экономическим основам доступных аккумуляторных технологий.
Следующая информация
Еще одна проблема, которую исследовательской группе еще предстоит решить, - это оптимизация управления электролитом. Потому что концентрация электролита в ячейках не должна быть слишком высокой для оптимального процесса. После этого ученые хотят протестировать конкретное применение, а также подключить и зарядить хранилище цинкового воздуха с фотоэлектрической системой в кампусе Steinfurter Университета прикладных наук Мюнстера.
Дальнейшее развитие конструкции ячейки с точки зрения более высокой плотности мощности
Курс в настоящее время устанавливается для последующего проекта. И это выглядит хорошо: команда надеется открыть новые рынки и дальше развивать дизайн ячеек с точки зрения более высокой плотности мощности. Stadtwerke Steinfurt также должен быть на борту. «Это позволяет нам более детально определить требования к практической настройке и дает нам новые возможности для испытаний, например, на ветровой электростанции здесь, в Штайнфурте», - говорит Лохте.
СОВЕТ ПО КНИГАМ На основе современных технологий книга специалистов «Battery World» дает базовые знания о технологии аккумуляторов и дает обзор разработки, изготовления и использования аккумуляторов. Книга также дает представление о потенциальных и будущих тенденциях развития.
Спонсором проекта цинко-воздушной технологии является государственное учреждение по финансированию исследований ETN Jülich. Он поддержал проект с общим приемлемым объемом около 1,5 млн. Евро от Европейского фонда регионального развития (ЕФРР), потому что идея проекта была выбрана в рамках ведущей рыночной конкуренции Energy and Environment Management. NRW.