В ТУ – Виена създадоха нов тип батерия с изключително дълъг експлоатационен живот

05.07.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Екип от Технически университет – Виена изобрети нов тип батерия, която има не само изключително дълъг експлоатационен живот, но и не изисква използването на редки елементи и решава проблема с опасността от пожар, съобщиха от висшето учебно заведение.

Новата технология е кислородно-йонна и според създателите й предоставя някои важни преимущества. Макар да не предлага толкова висока енергийна плътност като литиево-йонната батерия, капацитетът на кислородно-йонната батерия за съхранение на енергия не намалява постоянно във времето – тя може да се регенерира и съответно има изключително дълъг експлоатационен живот.

В допълнение кислородно-йонните батерии могат да се произвеждат без използване на редки елементи и са направени от негорими материали. Екипът на ТУ – Виена заедно с партньори от Испания вече е подал заявление за патент за новата технология.
 
Според учените от ТУ – Виена кислородно-йонната батерия може да бъде отлично решение за големи системи за съхранение на енергия, като например за съхранение на електроенергия от възобновяеми енергийни източници (ВЕИ).

Керамични материали като ново решение

"Вече разполагаме с голям опит с керамичните материали, които могат да се използват за горивни клетки", коментира Александър Шмид от Института за химически технологии и анализи в ТУ – Виена. "Оттам ни хрумна идеята да проверим дали подобни материали стават и за изработката на батерии."

Керамичните материали, които екипът на ТУ – Виена проучва, могат да абсорбират и освобождават отрицателно заредените кислородни йони. Когато се приложи електрическо напрежение, кислородните йони мигрират от един керамичен материал към друг, след което могат да бъдат накарани да мигрират обратно, генерирайки по този начин електрически ток.

"Този базов принцип всъщност е много подобен на този при литиево-йонната батерия", заяви проф. Юрген Флайг, като отбеляза, че техните материали имат някои съществени преимущества. Керамиката е негорима – така че рискът от пожар, който понякога възниква при литиево-йонните батерии, на практика е отстранен. В допълнение, няма нужда от използване на редки елементи, които са скъпи или могат да се извлекат само по застрашаващ околната среда начин.

"В тази връзка използването на керамични материали е голямо преимущество, защото те могат да се адаптират много добре", отбляза Тобиас Хубер. "Можете да замените определени елементи, които са трудни за добиване, с други сравнително лесно." Прототипът на батерията все още използва лантан – елемент, който не е точно рядък, но не е и твърде широкоразпространен. Но и лантанът ще бъде заменен с някой по-евтин елемент, като проучванията в тази посока вече са започнали. Кобалт или никел, които се влагат в много батерии, не са използвани изобщо.

Дълъг експлоатационен живот

Може би най-важното преимущество на новата батерийна технология е потенциално дългият й експлоатационен живот. "При много батерии е налице проблемът, че в някакъв момент носителите на заряда вече не могат да се движат", казва Александър Шмид. "Тогава те повече не могат да се използват за генериране на електричество, капацитетът на батерията намалява. След много цикли на зареждане това може да се превърне в сериозен проблем."

Кислородно-йонната батерия обаче може да се регенерира безпроблемно. Ако кислородът се загуби в резултат на странични реакции, загубата може просто да се компенсира с кислород от въздуха.

Новата технология не е предназначена за смартфони или електромобили, защото кислородно-йонната батерия постига само една трета от енергийната плътност, постижима от литиево-йонните батерии, и работи при температури между 200°C и 400°C. Технологията обаче е много интересна за съхранение на енергия.

"Ако ви трябва голямо устройство за временно съхранение на соларна или вятърна енергия например, кислородно-йонната батерия може да се окаже отлично решение", заяви Шмид. "Ако построите цяла сграда, пълна с модули за съхранение на енергия, по-ниската енергийна плътност и по-високата работна температура няма да играят решаваща роля. Но силните страни на нашата батерия ще бъдат особено важни в този случай: дългият експлоатационен живот, възможността за производство на големи количества от тези материали без редки елементи и фактът, че няма опасност от пожар с тези батерии."

Ключови думи: Технически университет   батерии   съхранение на енергия   батерийни технологии  

Област: Електроапаратура