Zielona produkcja materiałów do magazynowania energii

Według szacunków Międzynarodowej Agencji Energii, światowy popyt na energię elektryczną, po spadku o około 1% w 2020 r. w wyniku pandemii COVID-19, wzrośnie o prawie 5% w 2021 r. i o 4% w 2022 r.

 

Według szacunków Międzynarodowej Agencji Energii, światowy popyt na energię elektryczną, po spadku o około 1% w 2020 r. w wyniku pandemii COVID-19, wzrośnie o prawie 5% w 2021 r. i o 4% w 2022 r. Znaczna część wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną będzie pochodzić głównie z Chin i Indii. Potrzebna nadwyżka zostanie wyprodukowana w dużej mierze z paliw kopalnych, dodatkowo z energii jądrowej
i w mniejszym stopniu ze źródeł odnawialnych1.
Jednak nowoczesne zarządzanie w energetyce to nie tylko zwiększanie produkcji. Rozwój i innowacje muszą dotyczyć także obszaru akumulowania i efektywnego przesyłania energii. Znaczenie procesu magazynowania energii łatwo sobie wyobrazić na przykładzie branży urządzeń mobilnych czy samochodów elektrycznych, gdzie kluczowym parametrem baterii zasilającej urządzenie jest stosunek ilości zgromadzonej energii do masy i objętości.
Na tę chwilę, wymaganiom tego rynku odpowiadają najlepiej ogniwa litowo-jonowe, na rynku technologii ogniw elektrochemicznych wyróżniające się dodatkowo wysokim napięciem pracy oraz wydajnością
i żywotnością przy dużej liczbie cykli ładowania i rozładowania. Ichjakość i możliwości stale się rozwijają, a zasadniczym celem badań jest znalezienie optymalnej współzależności pomiędzy materiałami katodowymi
i anodowymi. Potencjalne możliwości leżą w podniesieniu jakości katody.
Intensywne badania dotyczące nanomateriałów i nanokompozytów do systemów magazynowania i przetwarzania energii od wielu lat prowadzone są w Zespole Technologii Materiałów i Nanomateriałów na Wydziale Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Grupa prowadzona przez prof. M. Molendę stworzyła trzy technologie umożliwiające produkcję ogniw wysokiej wydajności, możliwie najbardziej przyjaznym środowisku naturalnemu sposobem, z łatwo dostępnych i tanich surowców.

W stworzonym systemie technologii do produkcji ogniw i baterii, materiał katodowy LKMNO oparty jest na spinelu litowo-manganowym wolnym od kobaltu, pierwiastka często jeszcze dziś spotykanego w ogniwach i bateriach. Materiał zapewnia wyższą niż w obecnie spotykana gęstość energii i daje możliwości szybkiego ładowania ogniwa. Z kolei anoda ma postać karbożelu otrzymanego
z nietoksycznych surowców pochodzenia roślinnego.
Proces otrzymywania tego materiału jest tańszy niż dotychczasowo stosowane i, co bardzo istotne, daje zerowy ślad węglowy. Technologię katodową dodatkowo wzmacnia innowacja dotycząca wytwarzania nanokompozytów elektrodowych do akumulatorów litowo-jonowych, dająca się zastosować w systemach magazynowania energii o dużej pojemności i mocy (m.in. w obszarze elektromobilności).

Related Articles