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.
Chalmersin yliopiston tutkijat päättivät tutkia natriumioniakkuja, jotka käyttävät natriumia litiumin sijaan . Uusimmassa tutkimuksessaan he tekivät näiden akkujen kattavan elinkaariarvioinnin. Tutkimuksessa keskityttiin akkujen kokonaisvaltaisten ympäristö- ja resurssivaikutusten analysointiin raaka-aineiden louhinnasta valmistuksen viimeisiin vaiheisiin. He havaitsivat, että natriumioniakuilla on sama ilmastovaikutus kuin litiumioniakuilla, mutta ilman raaka-ainepulan riskiä.
Chalmersin ympäristöjärjestelmäanalyysin apulaisprofessori Rickard Arvidsson sanoo: ”Olemme tulleet siihen tulokseen, että natriumioniakut ovat paljon parempia kuin litiumioniakut mineraalivarojen niukkuuden kannalta ja vastaavat ilmastovaikutusten osalta. Skenaariosta riippuen niiden teoreettiseksi sähkön varastointikapasiteetiksi tulee 60–100 kiloa hiilidioksidiekvivalenttia kilowattituntia kohden, mikä on vähemmän kuin aiemmin raportoitu tämän tyyppiselle natriumioniakulle. Se on selvästi lupaava teknologia.”
Lisäksi tutkijat löysivät useita potentiaalisia strategioita ilmastovaikutusten minimoimiseksi entisestään , mukaan lukien ympäristöystävällisemmän elektrolyytin kehittämisen, jonka havaittiin vaikuttavan merkittävästi akun kokonaisvaikutukseen.
Tietoja tutkimuksesta
Tässä tutkimuksessa analysoidaan kahden tyyppisten natriumioniakkujen ympäristö- ja resurssivaikutuksia . Se ottaa huomioon akkujen koko elinkaaren raaka-aineiden ottamisesta kennojen valmistukseen. Tutkimus keskittyy kennotasolla 1 kWh:n teoreettisen sähkön varastointikapasiteetin toiminnalliseen yksikköön. Molemmat kennotyypit käyttävät pääasiassa helposti saatavilla olevia raaka-aineita.
Anodi koostuu kestävästä hiilestä, joka on peräisin joko biopohjaisesta ligniinistä tai fossiilisista luonnonvaroista. Katodi koostuu erityisestä seoksesta nimeltä Preussin valkoista, joka koostuu natriumista, raudasta, hiilestä ja typestä. Elektrolyytti koostuu natriumsuolasta , joka on erityisesti suunniteltu tulevaisuuden laajamittaista tuotantoa varten. Tutkimuksessa tutkittiin kahta erillistä sähköseosta 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 kauppaan: Natrium-merivesiakut lyhyt- ja pitkäaikaiseen energian varastointiin
Natrium-ioni-akkujen tarve
Professori Rickard Arvidsson sanoi: ”Tulevaisuuden akuissa käyttämämme materiaalit ovat tärkeitä, jotta voimme siirtyä uusiutuvaan energiaan ja fossiilivapaaseen ajoneuvokalustoon.”
Euroopan komission kriittisiä raaka-aineita koskevan lain mukaan akkujen raaka-aineiden kriittisten materiaalien kysynnän odotetaan kasvavan valtavasti. Tämän odotetaan kasvavan, koska Euroopan maat siirtyvät nopeasti sähköajoneuvoihin ja uusiutuvan energian järjestelmiin.
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 ilmastolle parempia kuin fossiilipohjainen teknologia, erityisesti liikenteen osalta. Litium aiheuttaa kuitenkin pullonkaulan. Litiumpohjaisia akkuja ei voida tuottaa samaan tahtiin kuin sähköautoja, ja esiintymät ovat vaarassa ehtyä pitkällä aikavälillä. Lisäksi tärkeiden akkukomponenttien, kuten litiumin ja koboltin, louhinta keskittyy pääasiassa rajoitettuihin paikkoihin maailmanlaajuisesti. Tämä keskittymä on merkittävä uhka kokonaistarjonnalle”, lisäsi professori Rickard.
Lähde : Resurssitehokas ja ilmastoystävällinen natriumioniakkujen ansiosta
