2014.  szeptember 29. hétfő 09:49

Újabb módszerrel kísérleteznek a megújuló forrásokból származó energia tárolására. Ezúttal amerikai kutatók mutatták be továbbfejlesztett akkumulátorukat, amelyben valamennyi főbb alkotórész folyékony halmazállapotú. A technológia egyelőre igen költséges, de a tudósok arra számítanak, hogy hosszabb távon ezzel kiküszöbölhetők az időjárásfüggő energiaforrások ingadozásából adódó problémák.

A nap- és szélerőművekben termelt villamos energiával kapcsolatban jó ideje annak tárolása jelenti a legnagyobb problémát. Általában hatalmas méret és viszonylag alacsony hatásfok jellemzi az eddig alkalmazott megoldásokat. Az amerikai Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatócsoportja egy ideje folyékonyfém-akkumulátorok kifejlesztésén dolgozik, és hosszú ideje az első valóban működőképes rendszert sikerült megvalósítaniuk. Az akkumulátor lényege, hogy a pozitív és a negatív elektródát, illetve az elektrolitréteget is folyékony halmazállapotú anyagok alkotják. A Donald Sadoway vezette csoport ólom-antimon ötvözetet használ pozitív, lítiumot negatív elektródaként, az elektrolit pedig lítium-sók oldata. A három komponens egyazon tartályban helyezkedik el, keveredésüket pedig az akadályozza meg, hogy a sűrűségük lényegesen eltér egymástól, így a megfelelő sorrendben rendeződnek rétegekbe.

Működés (kisülés) közben a lítium atomjai leadnak egy-egy elektront és a keletkező ionok átvándorolnak a pozitív oldalra. Feltöltéskor az áramlás iránya az ellenkezőjére fordul, a lítiumion visszatér eredeti helyére, a keletkező feszültség pedig elegendő ahhoz, hogy folyékony állapotban tartsa a fémeket. Mindez igen magas hőmérséklettel is jár: a jelenlegi változat mintegy 450 Celsius-fokon üzemel. Ám ez még így is jóval alacsonyabb, mint az akku előző változatában. Korábban magnézium-antimon ötvözetet alkalmaztak, ám ennek magas olvadáspontja miatt 700 fokos hőmérsékletre volt szükség.

Az extrém hő ellenére az akkumulátor tartósnak és megbízhatónak bizonyult. Még 1800 órányi működést követően sem mutatkoztak rajta a korrózió jelei, és 450 teljes feltöltési-kisütési ciklus után is kapacitása 94 százalékán működött. Sadoway úgy becsüli, hogy az akku akkor is megőrzi töltési kapacitása 85 százalékát, ha 10 éven át minden nap feltöltik. A tudós szerint „egyetlen akkumulátor sem kínál ehhez fogható teljesítményt”. A Nature.com idézi Goerge Crabtree-t, az energiatárolás kutatásáért felelős intézet igazgatóját is, aki szerint a magas hőmérséklet ugyan hátrány, ám az ólom alkalmazása a magnézium helyett máris nagy előrelépést jelent.

A technológia egyelőre drágának számít, Sadoway számításai szerint egy nagyméretű folyékonyfém-akkumulátor költsége kilowattóránként 500 dollár lenne. Ez mintegy ötszöröse annak, ami ahhoz szükséges, hogy széles körben elterjedjen az iparágban. A folyékony alkotóelemek azonban nem mennek tönkre, így a karbantartási költségek alacsonyak. Márpedig a leglényegesebb tényező az, hogy a teljes élettartam alatt mennyibe kerülnek – mondja a kutatócsoport vezetője. A tudósok máris a további fejlesztésen dolgoznak, amellyel alacsonyabb hőmérsékletet és hosszabb élettartamot kívánnak elérni.

A megújuló alapon termelt energia tárolása főként ipari léptékekben fontos kérdés, a háztartási méretű kiserőművek esetében a hálózatra csatlakozás megteremti a fölösleges áram betáplálásának lehetőségét. (A hálózatra nem csatlakozó, úgynevezett szigetüzemű kiserőművek igen ritkák.) Az otthoni energiatermelésnek tehát nem feltétele a tárolókapacitás kiépítése, a puffer szerepét maga a hálózat tölti be. És hogy hogyan tud segíteni az áramszolgáltató ennek megvalósításában? Ma már erre is van példa, sőt az energetikai korszerűsítés valamennyi formájára kínál megoldást az enHome.

Nyomtatás
Küldés e-mailen

Legfrissebb híreink

Jelentős bővülés előtt áll a napelemgyártás
2015.  május 20. szerda 16:17
Street food napenergiával
2015.  május 15. péntek 11:07
Csúcsra jár idén a német szélenergia-ipar
2015.  május 11. hétfő 08:56
Szélerőmű táplálja az elektromosautó-töltőt
2015.  május 07. csütörtök 15:11
Kína mer nagyot álmodni
2015.  május 07. csütörtök 15:07
Napenergia – egy kicsit másképp
2015.  április 27. hétfő 16:12