W technologii akumulatorów następuje szybki postęp, ponieważ naukowcy dążą do odkrycia kolejnej ery zrównoważonego magazynowania energii. Idealny akumulator powinien mieć długą żywotność, niezwykłą pojemność energetyczną i usprawniony proces produkcji. Mając to na uwadze, opracowują akumulatory sodowo-jonowe, które mogą zrewolucjonizować odnawialne źródła energii. Surowcem do tych akumulatorów jest sól i biomasa z przemysłu leśnego.
Naukowcy z Uniwersytetu Chalmers postanowili zbadać baterie sodowo-jonowe, które wykorzystują sód zamiast litu . W swoich najnowszych badaniach przeprowadzili kompleksową ocenę cyklu życia tych baterii. Badanie koncentrowało się na analizie ogólnego wpływu baterii na środowisko i zasoby, począwszy od wydobycia surowców, aż po końcowe etapy produkcji. Odkryli, że baterie sodowo-jonowe mają taki sam wpływ na klimat jak baterie litowo-jonowe, ale bez ryzyka niedoborów surowców.
Rickard Arvidsson , profesor nadzwyczajny analizy systemów środowiskowych na Uniwersytecie Chalmers, mówi: „Doszliśmy do wniosku, że akumulatory sodowo-jonowe są znacznie lepsze od akumulatorów litowo-jonowych pod względem wpływu na niedobór zasobów mineralnych i równoważne pod względem wpływu na klimat. W zależności od scenariusza, teoretyczna pojemność magazynowania energii elektrycznej wynosi od 60 do nieco ponad 100 kilogramów ekwiwalentu dwutlenku węgla na kilowatogodzinę, co jest wartością niższą niż wcześniej podawano dla tego typu akumulatorów sodowo-jonowych. To zdecydowanie obiecująca technologia”.
Ponadto badacze odkryli kilka potencjalnych strategii, które mogą jeszcze bardziej zminimalizować wpływ na klimat , w tym opracowanie bardziej przyjaznego dla środowiska elektrolitu, który – jak wykazano – ma znaczący wpływ na ogólny wpływ akumulatora na środowisko.
O studium
W niniejszym badaniu analizuje się wpływ dwóch typów ogniw akumulatorowych sodowo-jonowych na środowisko i zasoby . Uwzględnia się cały cykl życia akumulatorów, od wydobycia surowców do produkcji ogniw. Badanie koncentruje się na jednostce funkcjonalnej o teoretycznej pojemności magazynowania energii elektrycznej 1 kWh na poziomie ogniwa. Oba typy ogniw akumulatorowych opierają się głównie na łatwo dostępnych surowcach.
Anoda składa się z trwałego węgla pochodzącego z bioligniny lub surowców kopalnych. Katoda składa się ze specjalnej mieszanki zwanej bielą pruską, składającej się z sodu, żelaza, węgla i azotu. Elektrolit zawiera sól sodową , specjalnie zaprojektowaną do przyszłej, szeroko zakrojonej produkcji. Przeanalizowano dwa różne miksy energetyczne oraz dwa różne rodzaje metod alokacji zasobów i emisji.
- W przypadku, gdy wpływ na środowisko i zasoby jest rozdzielany pomiędzy współproducentów na podstawie masy
- Inna metoda przypisuje cały wpływ produktowi głównemu, obejmującemu akumulator sodowo-jonowy wraz z jego komponentami i materiałami.
Zobacz także : Z brzegu do magazynu: baterie sodowo-wodne do krótkoterminowego i długoterminowego stacjonarnego magazynowania energii
Potrzeba baterii sodowo-jonowych
Profesor Rickard Arvidsson powiedział: „Materiały, których będziemy używać w akumulatorach przyszłości, będą miały kluczowe znaczenie dla przejścia na energię odnawialną i flotę pojazdów wolną od paliw kopalnych”.
Zgodnie z Ustawą o Surowcach Krytycznych Komisji Europejskiej , przewiduje się, że popyt na surowce krytyczne do produkcji akumulatorów wzrośnie gwałtownie. Jest to spowodowane dynamicznym przejściem krajów europejskich na pojazdy elektryczne i systemy energii odnawialnej.
Baterie sodowo-jonowe, które mogą zrewolucjonizować odnawialne źródła energii, ponieważ spełnienie wymagań zielonej transformacji będzie wymagało zwiększenia lokalnej produkcji baterii. Zwiększy to również popyt na inne innowacyjne technologie bez paliw kopalnych i stałe dostawy surowców. Jednak produkcja ta stwarza znaczne ryzyko zakłóceń w dostawach ze względu na ograniczone źródła surowców.
„Baterie litowo-jonowe stają się dominującą technologią na świecie i są korzystniejsze dla klimatu niż technologie oparte na paliwach kopalnych, zwłaszcza w transporcie. Lit stanowi jednak wąskie gardło. Nie da się produkować baterii litowych w takim samym tempie, jak samochodów elektrycznych, a złoża mogą się wyczerpać w dłuższej perspektywie. Co więcej, wydobycie niezbędnych komponentów baterii, takich jak lit i kobalt, jest skoncentrowane głównie w ograniczonych lokalizacjach na całym świecie. Ta koncentracja stanowi poważne zagrożenie dla ogólnej podaży” – dodał prof. Rickard.
Źródło : Oszczędność zasobów i przyjazność dla klimatu dzięki bateriom sodowo-jonowym
