Немецким ученым удалось снизить затраты на производство проточных окислительно-восстановительных батарей

umsicht-an-affordablewaytostorecleanenergyСолнечная промышленность занята поиском альтернатив литий-ионным системам хранения электроэнергии. Перспективным подходом являются проточные окислительно-восстановительные батареи, которые до сих пор считались дорогими и только частично пригодными для использования в домашних условиях.

Дочернее подразделение научно-исследовательского института охраны окружающей среды, охраны труда и энергетики Фраунгофера UMSICHT, компания Volterion, основанная в 2015 году, уже достигла определенных успехов. В частности, ей удалось вывести свои новые проточные окислительно-восстановительные батареи в ценовой диапазон литий-ионных батарей, но при этом у них есть преимущество по более длительному сроку службы. Исследователи из института Фраунгофера говорят, что они могут служить в два раза дольше из-за более высокого количества циклов зарядки и разрядки.

«Нам удалось снизить вес стеков до десяти процентов и, таким образом, значительно снизить их стоимость», — объяснил Торстен Зайпп, бывший ученый из института UMSICHT Фраунгофера и ныне управляющий директор Volterion. «В то время как толщина стеков на одну ячейку у обычных батарей часто доходит от восьми до десяти миллиметров, мы вышли на толщину стеков от двух до трех миллиметров». Благодаря этому достижению проточные окислительно-восстановительные батареи значительно экономят материалы, что позволяет им встать в ценовой диапазон литий-ионных аккумуляторов.

В стеках, то есть объединенных вместе реакционных камерах, аккумулируемая электроэнергия преобразуется в химическую энергию. Кроме того, в состав проточных окислительно-восстановительных систем входит и электролитическая жидкость, которая накапливает химическую энергию. Исследователи продолжили работу и над материалами. Ранее стеки обычно состояли из графитопластической смеси, которая теряет свои полимерные свойства во время обработки. Их нельзя было соединить друг с другом с помощью сварки, а только с помощью уплотнительных колец и винтовых соединений. «Мы вместе с институтом Фраунгофера так подобрали материал, что во время производственного процесса все свойства полимера сохраняются. Это означает, что материал остается прочным и гибким, поэтому его можно сделать значительно тоньше, а стеки сваривать между собой», — поясняет Торстен Зайпп.

Теперь, когда достигнуто снижение производственных затрат, использование проточных окислительно-восстановительных батарей впервые может стать рентабельным для различных возможностей применения, говорится в сообщении института UMSICHT. Ученые приводят в пример установку для очистки сточных вод. На таких установках электроэнергию можно будет производить в будущем не только из метана, но и за счет солнечных электростанций. В этом случае 100-киловаттная проточная окислительно-восстановительная батарея может компенсировать как колебания выработки электроэнергии, так и её потребление. Таким образом, очистные сооружения смогут полностью покрывать всю свою потребность в электроэнергии. Другим примером применения являются МРТ-сканеры в больницах, где также целесообразно использовать батареи. «Мощность каждого MRТ-сканера достигает 200 киловатт — если три или четыре устройства работают одновременно, то сеть быстро перегружается», — говорит Зайпп. Поскольку таким сканерам большая мощность требуется обычно только в течение короткого времени, то батарея в этом случае могла бы стать более дешевой альтернативой, чем расширение сетей. При это проточные окислительно-восстановительные батареи особенно подходят для такого использования, потому что они без проблем справляются с многочисленными циклами зарядки и разрядки в течение дня.

В будущем исследователи Fraunhofer и Volterion надеются добиться дальнейшего снижения затрат. Кроме того, они планируют увеличить размеры своих систем. Пока что они рассчитаны на мощность от 100 до 300 киловатт, а в будущем их планируется использовать в мегаваттном диапазоне.

Источник: https://www.pv-magazine.de/2019/06/12/fraunhofer-umsicht-und-spin-off-volterion-senken-kosten-fuer-redox-flow-batterien/

Контакты

ул.Космонавтов 81/6, г.Николаев, Украина
+38 (067) 512 33 83
nfo@sunnik.com.ua
sunnik
sunnik