Energianvarastointipattereiden kehitys ja tulevaisuuden näkymät

Energian tallennus ilmestyi 21. vuosisadan alussa perustavana tekniikkana, joka on muuttanut maailman energiatapeita. Tämän vallankumouksen ytimessä on Energiaa varastoitava akku , joka muuttaa ja säilyttää energiaa tulevaisuudessa käytettäväksi.

Akkujen energian tallennuksen kehitys:

Energian tallennusakkuja on ollut olemassa useita satoja vuosia, vanhin tunnettu tapaus liittyy taskumuotoisiin peltiasidemakuuhin, jotka käytettiin telegraafijärjestelmissä 19. vuosisessa. Kuitenkin keskellä 20. vuosisataa tehty edistysaskel oli uudelleenladattavien alkalimakuujen esittely. Sen jälkeen erilaisia akkukemiallisia on kehitetty teknologisen kehityksen ansiosta, joilla on omat erityiset edut ja sopivat sovellukset.

Tällä hetkellä LIB:t hallitsevat ESB-markkinoita korkealla energiatiheydellä, pitkällä latauselinkaarella ja suhteellisen alhaisilla itsepurkautumisnopeuksilla. Niihin on kääntynyt kiinnostusta kuluttajien siirtymisen mukanaan tuomana kehityksenä kohti kannettavia elektronisia laitteita sekä sähköautoja (EV) ja verkkoasteikon energiatallennusjärjestelmiä. Silti tilaa parannuksille on vielä, kun pyritään tehokkaampiin, halvempiin ja ympäristöystävällisempiin akkutekniikoihin.

Energian tallennusakkujen nykytila:

Lituumion-akut (LIB): Kuten mainitsimme aiemmin, LIB:t pidetään tällä hetkellä parhaina energiatallennusmahdollisuuksiltaan. Suorituskyky paranee jatkuvasti elektroodimateriaalien, elektrolyysikaavojen ja akun hallintajärjestelmien kehittymisen myötä. Silti on olemassa huolenaiheita raaka-aineiden väheneestä, ympäristövaikutuksista kaivostehtävissä ja hävittämisen prosesseissa sekä turvallisuudesta.

Natrium-ion akkut (SIBs): SIBs nähdään potentiaalisina vaihtoehdoiksi LIB:lle, jotka tarjoavat samankaltaisen suorituskyvyn, mutta alhaisemmalla hinnalla natriumin runsauden takia; vaikka niiden laajamittainen kaupallistaminen on vielä varhaisessa vaiheessa suurten energian säilöintitarkoituksiin.

Kiinteän tilan akkut (SSBs): Tämä on kohta, johon SSB sopii akkujen kehityspuzzleissa. Ne lupaavat parantaa turvallisuutta, mukaan lukien korkeampi energia tiheys ja ladattavuus korvaamalla nestemaiset elektrolyytit kiinteällä materiaalilla. Kuitenkin merkittäviä haasteita on vielä ratkaistava, jotta voidaan ylittää rajapintojen vakaus ja materiaalien johtavuus liittyvät tekniset ongelmat.

Virta-akkuut: Virta-akkuut pystyvät säilyttämään energian kahdessa nestemäisessä elektrolyyttiesassa, ne ovat pitkäkestoisia, suuresti skaalautuvia ja niitä voidaan ladata syvällisesti ilman vahingoa, mikä ei ole tapa muita akkujen tyyppejä. Nämä sopivat parhaiten verkko-säilöintisovelluksiin, jotka edellyttävät pitkää säilöintiajanjaksoa.

tulevaisuuden näkymät:

Materiaalitieteen parannuksia: Uusien elektroodimateriaalien, elektrolyyttien ja lisäaineiden etsiminen tuo paremman energiatiheyden akkuihin, nopeampi latausaika ja parantaa turvallisuutta.

Kestävyys ja kierrätyslähde: Kun ympäristöongelmat intensifiioivat, keskitys siirtyy kestävämpien raaka-aineiden hankintaan, tehokkaisiin kierrätykseen prosesseihin ja jätteen tuotannon vähentämiseen akkujen elinkaaren aikana.

Yhdessä uusiutuvien energialähteiden järjestelmien kanssa: VES:t näyttelevät keskeistä roolia uusiutuvan energian tuonnissa päämajoon tarjoamalla vakaita varastoratkaisuja, jotka korjaavat tarjonta-kysynnän epätasapainon ja varmistavat verkkojen vakauden sekä mahdollistavat syötteen hajautetuista energialähteistä.

Olemme hämärän hetkellä ajasta, jossa energia-akkuja voisi muuttaa kaiken siten, kuinka me tuotamme, varastomme ja käytämme energiaa. Jatkuvien tutkimusten ja innovaatioiden ansiosta voidaan toivoa tehokkaampien, kestävämpien ja kuitenkin edullisten akkutekniikoiden ilmestymistä jo muutaman vuoden päässä.