Могат ли калциевите батерии да заменят скоро литиево-йонните?

Автор admin 14/10/2019 0 Коментари

Tехнологичният институт в Карлсруе (KIT) и Хелмхолц институт Улм (HIU) разработват за първи път електролити за калциеви батерии с използваеми свойства на стайна температура. Батериите на калциева база обещават изгодно производство и висока енергийна плътност. Според KIT тази лабораторна технология има потенциал да замени литиево-йонните батерии като технология за съхранение на енергия на бъдещето. С наличните електролити досега обаче не беше възможно зареждането на калциеви батерии при стайна температура. Изследователи от KIT представят за пръв път в списанието Energy & Environmental Science нов клас електролити, които правят това възможно.

 

Професор Максимилиан Фихтнер от KIT, директор на изследователската платформа CELEST (Център за електрохимично съхранение на енергия Ulm & Karlsruhe), казва: „Литиево-йонните батерии достигат своите граници в средносрочен план по отношение на производителността си и някои от използваните суровини и не могат да бъдат използвани навсякъде където в контекста на енергийния преход  съхранението на енергия би било полезно. Ние разполагаме само с ограничени доставки на суровини като кобалт, никел и литий, които са необходими за производство на батериите." Вместо това той и неговият екип разчитат на алтернативните технологии за производство на батерии. Те се основават на суровини, които се срещат много по-често на Земята. Той смята елемента калций за обещаващ кандидат, тъй като калцият, за разлика от лития, може да отдава и абсорбира по два електрона на атом и защото доставя напрежение, подобно на това на лития: „Калцият е петият най-срещан елемент в земната кора. Той е еднакво достъпен на Земята и има предимството бъде безопасен, нетоксичен и рентабилен."

 

Търсене на подходящ електролит

 

Но в работата по разработката на калциевата батерия досега е имало голямо препятствие: За разлика от установената литиево-йонна технология или дори по-новата натриева или магнезиева технология, досега не съществуваха практични електролити, с помощта на които да се произвеждат презареждащи се калциеви батерии. "Изминаха само няколко години от съществуването на експериментални електролити и по този начин прототипи на калциевата батерия", обясняват д-р Zhenyou Li, първи автор на изследването и д-р Zhirong Zhao-Karger, ръководител на проекта, които ръководят отдела, разработващ калциевата батерия в CELEST. "Тези електролити позволяват процес на зареждане, но само при температури над 75 градуса по Целзий и все още са склонни към нежелани странични реакции." Сега изследователите са успели да синтезират нов клас електролити на базата на специални, органични калциеви соли, които позволяват зареждане и при стайна температура. Използвайки новия електролит калциев тетракис като пример, изследователите успяха да докажат, че са възможни калциеви батерии с висока енергийна плътност, голям капацитет за съхранение и възможност за бързо зареждане.

 

Калциевите батерии като възможност за устойчиво съхранение на енергия

 

Докато калциевите батерии заменят доминиращите до момента литиево-йонни батерии в електрическите автомобили, мобилните електронни устройства и стационарните източници за съхранение на енергия, все още може да отнеме време: „Новите електролити са първата важна стъпка“, подчертава Фихтнер. "Предстои ни дълъг път, преди да успеем да стигнем до продаваемата калциева батерия."

Коментирай