Vývoj baterií na ukládání energie a budoucí vyhlídky

Úložiště energie vzniklo na počátku 21. století jako základní technologie, která transformovala globální energetickou scénu. Ve středu této revoluce je baterie na úložiště energie , což mění a uchovává energii pro budoucí použití.

Vývoj akumulátorů na úložiště energie:

Akumulátory na úložiště energie existují již po staletí, nejstarší doložené případy jsou lahvičkovité olověnokysličnaté baterie používané v telegrafních systémech v 19. století. Nicméně, úvod znovunabíjených alkalických baterií uprostřed 20. století byl velkým skokem vpřed. Od té doby se objevily různé druhy baterií díky technologickým pokrokům, každá s vlastními jedinečnými výhodami a vhodnými aplikacemi.

Dnes dominují LIBy na trhu ESB díky své vysoké hustotě energie, dlouhému cyklu života a relativně nízkým samovýbojovým sazbám. Jejich přijetí bylo podpořeno posunem spotřebitelů k přenosným elektronickým zařízením, elektrickým vozidlům (EV) a systémům úložišť energie na mřížkové úrovni. Nicméně zde stále zbyvá prostor pro vylepšení směrem k efektivnějším, levnějším a ekologičtějším bateriovým technologiím.

Současný stav akumulátorů na úložiště energie:

Litiové iontové baterie (LIBs): Jak jsme již zmínili dříve, LIBs jsou v současnosti považovány za nejlepší v oblasti schopností úložiště energie. Výkon se dále zlepšuje díky pokrokům v materiálech elektrod, formulacích elektrolytu a systémech správy baterií. Nicméně existují obavy ohledně vyčerpání surovin, environmentálních dopadů těžby a likvidace a bezpečnosti.

Baterie na bázi sodiových iontů (SIBs): SIBs jsou považovány za potenciální alternativu k LIBs, které nabízejí podobný výkon, ale za nižší cenu díky hojnosti sodíku; i když ještě nejsou široce komercializovány a nacházejí se ve stadiu raného vývoje pro aplikace v oblasti velkého úložiště energie.

Tučné baterie (SSBs): Zde se do hry přidávají tučné baterie v evoluci akumulátorů. Slibují zvýšené bezpečnostní vlastnosti, včetně vyšší energové hustoty a rychlosti nabíjení, nahrazováním kapalných elektrolytů pevnými materiály. Nicméně zůstávají ještě významné výzvy, které je třeba řešit, aby bylo možné překonat problémy s interfacial stability a vodivostí materiálů.

Tokové baterie: Tokové baterie dokážou ukládat energii v dvou kapalných elektrolytech, mají dlouhé cyklické životnosti, velkou škálovatelnost a mohou být hluboce vybité bez poškození, což není případ u jiných typů baterií. Tyto baterie nejlépe vyhovují aplikacím na úrovni elektřiny vyžadujícím dlouhodobé úložení.

Budoucí předpovědi:

Vylepšení v materiálové vědě: Hledání nových elektrodních materiálů, elektrolytů a přísad přinese lepší energetickou hustotu baterií, rychlejší dobu nabíjení a zvýšenou bezpečnost.

Udržitelnost a kruhová ekonomika: Vzhledem k tomu, že se zvyšují environmentální obavy, zaměření se posune na vyvíjení baterií s nižším environmentálním dopadem během jejich životního cyklu, včetně získávání udržitelných surovin, efektivních recyklačních procesů a snížení množství odpadů.

Integrace s obnovitelnými energetickými systémy: ESB budou hrát klíčovou roli při přinášení obnovitelné energie do hlavního proudu tím, že poskytnou stabilní úložné řešení, které odstraňuje nerovnováhu mezi nabídkou a poptávkou, zajistí stabilitu elektrické sítě a umožní připojení rozptýlených zdrojů energie.

Stojíme na prahu éry, kdy baterie na úložiště energie mohou změnit všechno, co týká se generování, ukládání a využívání energie. S nepřetržitým výzkumem a inovacemi můžeme očekávat, že se za pár let objeví efektivnější, udržitelné, ale přitom dostupné technologie baterií.