Akkuteknologia kehittyy nopeasti, kun tutkijat pyrkivät löytämään kestävän energian varastoinnin seuraavan aikakauden. Ihanteellisella akulla tulee olla pitkä käyttöikä, huomattava energiakapasiteetti ja virtaviivainen tuotantoprosessi. Tämän mielessä he kehittävät natrium-ioni-akkuja, jotka voivat mullistaa uusiutuvia energialähteitä. Näiden akkujen raaka-aineena on metsäteollisuuden suola ja biomassa.
Tutkijat klo Chalmersin yliopisto päätti tutkia natrium-ioni-akkuja, jotka käyttävät natriumia litiumin sijaan. Uusimmassa tutkimuksessaan he suorittivat näiden akkujen kattavan elinkaariarvioinnin. Tutkimus keskittyi akkujen ympäristö- ja resurssivaikutusten kokonaisanalyysiin alkaen raaka-aineiden louhinnasta valmistuksen loppuvaiheeseen. He havaitsivat, että natrium-ioni-akuilla on sama vaikutus ilmastoon kuin litiumioniakuilla, mutta ilman raaka-ainepulan riskiä.
Rickard Arvidsson, Chalmersin ympäristöjärjestelmäanalyysin apulaisprofessori sanoo, "Tulimme siihen tulokseen, että natrium-ioni-akut ovat paljon parempia kuin litiumioniakut vaikutukseltaan mineraalivarojen niukkuuteen ja vastaavat ilmastovaikutuksiltaan. Riippuen siitä, mitä skenaariota tarkastellaan, ne ovat 60 ja hieman yli. 100 kiloa hiilidioksidiekvivalenttia kilowattitunnin teoreettista sähkönvarastointikapasiteettia kohden, mikä on pienempi kuin tämän tyyppisille natrium-ioni-akuille aiemmin raportoitu. Se on selvästi lupaava tekniikka."
Lisäksi tutkijat löysivät useita mahdollisia strategioita minimoida ilmastovaikutuksia entisestään, mukaan lukien ympäristöystävällisemmän elektrolyytin kehittäminen, jonka havaittiin vaikuttavan merkittävästi akun kokonaisvaikutukseen.
Tietoja tutkimuksesta
Tämä tutkimus analysoi ympäristö- ja resurssivaikutuksia kahden tyyppisiä natrium-ioni-akkukennoja. Se ottaa huomioon akkujen koko elinkaaren raaka-aineiden talteenotosta kennojen valmistukseen. Tutkimus keskittyy toiminnalliseen yksikköön, jonka teoreettinen sähkön varastointikapasiteetti on 1 kWh solutasolla. Molemmat akkukennotyypit perustuvat ensisijaisesti helposti saatavilla oleviin raaka-aineisiin.
Anodi koostuu kestävää hiiltä peräisin joko biopohjaisista ligniinistä tai fossiilisista luonnonvaroista. Katodi koostuu a erityinen sekoitus kutsutaan Preussin valkoiseksi, joka koostuu natriumista, raudasta, hiilestä ja typestä. Elektrolyytti sisältää a natriumsuola, suunniteltu erityisesti tulevaa laajaa tuotantoa varten. Tutkimuksessa tarkasteltiin kahta eri sähköyhdistelmää sekä kahta erilaista resurssien ja päästöjen allokointimenetelmää.
- Sellainen, jossa ympäristö- ja resurssivaikutukset jaetaan massapohjaisten yhteistuotteiden kesken
- Toinen menetelmä kohdistaa kaiken vaikutuksen päätuotteelle, mukaan lukien natrium-ioni-akku sekä sen komponentit ja materiaalit.
Katso myös: Rannalta varastoon: Natrium-merivesiakut lyhyt- ja pitkäaikaiseen kiinteään energian varastointiin
Natrium-ioni-akkujen tarve
Professori Rickard Arvidsson sanoi, "Tulevaisuuden akuissa käyttämämme materiaalit ovat tärkeitä, jotta voimme siirtyä uusiutuvaan energiaan ja fossiilivapaaseen ajoneuvokantaan."
Mukaan Euroopan komission laki kriittisistä raaka-aineista, raaka-akkujen kriittisten materiaalien kysynnän odotetaan kasvavan valtavasti. Tätä odotetaan, kun Euroopan maat ovat siirtymässä nopeasti sähköajoneuvoihin ja uusiutuvaan energiaan.
Natrium-ioni-akut, jotka voivat mullistaa uusiutuvat energialähteet täyttäessään vihreän siirtymän vaatimukset, edellyttävät akkujen paikallisen tuotannon lisäämistä. Se lisää myös muiden innovatiivisten fossiilivapaiden teknologioiden kysyntää ja jatkuvaa raaka-aineiden tarjontaa. Tähän tuotantoon liittyy kuitenkin merkittävä toimitushäiriöiden riski raaka-ainelähteiden rajallisuuden vuoksi.
"Litiumioniakuista on tulossa hallitseva teknologia maailmassa, ja ne ovat ilmaston kannalta parempia kuin fossiilipohjainen tekniikka, varsinkin kun on kyse liikenteestä. Mutta litium muodostaa pullonkaulan. Litium-akkuja ei voi valmistaa samalla nopeudella kuin sähköautoja, ja kerrostumat ovat vaarassa ehtyä pitkällä aikavälillä. Tämä keskittyminen muodostaa merkittävän uhan kokonaistarjonnalle. lisäsi prof. Rickard.
Lähde: Resurssitehokas ja ilmastoystävällinen natrium-ioni-akuilla
