Polskie innowacje rewolucyjne dla produkcji magazynów energii?

Profesor Marcin Molenda i prowadzony przez niego Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów Wydziału Chemii na UJ opracował innowacyjne rozwiązania w dziedzinie magazynowania energii. Wynalazki mogą być przełomowe dla energetyki konsumenckiej i sektora e-mobility.

Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego od wielu lat pracuje nad poprawą ekologiczności energetyki konsumenckiej. Prowadzone badania dotyczą przede wszystkim sposobów wytwarzania nowych typów magazynów energii oraz poszukiwania możliwości utylizacji i odzysku surowców do ich ponownego wykorzystania.

Zielona chemia

Ograniczona dostępność surowców, wysokie ceny i ślad węglowy to czynniki, które stanowią coraz większą przeszkodę w konwencjonalnej produkcji akumulatorów. W niedalekiej przyszłości konieczne będzie stosowanie tzw. zielonej chemii, która rozwiązuje powyższe problemy.

W dobie dynamicznego rozwoju elektromobilności i sektora magazynów energii naukowcy szukają alternatywnych materiałów dla metali wykorzystywanych w akumulatorach (m.in. grafit, kobalt, nikiel i lit).

Odnawialne anody dla akumulatorów

Jednym z wynalazków prof. Marcina Molendy i jego zespołu jest technologia, która pozwala wytwarzać materiały anodowe w oparciu o żel węglowy (carbogel). Żel węglowy to materiał pozyskiwany ze skrobi. Dzięki temu można go nazwać całkowicie odnawialnym.

Takie rozwiązanie może z powodzeniem zastąpić grafit i zapewnić zerowy ślad węglowy w procesie produkcji anody. Ogromną zaletą innowacyjnych anod CAG jest również możliwość uniezależnienia się od dostawców grafitu

Przeprowadzone testy potwierdziły wysoką żywotność anod CAG. Akumulatory wykorzystujące tę technologię charakteryzują się żywotnością na poziomie ponad 1500 cykli (naładowanie / rozładowanie).

Wyrzucić kobalt z akumulatorów

Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów Wydziału Chemii na UJ pod przewodnictwem prof. Marcina Molendy stworzył również technologię LKMNO. Rozwiązanie to pozwala wytwarzać wysokonapięciowe katody do akumulatorów litowo-jonowych bez udziału kobaltu.

Ponadto produkcja odbywa się z 5-krotnie mniejszą ilością niklu i 2-krotnie mniejszą ilością litu (w porównaniu do materiałów NMC). Cały proces odbywa się zgodnie z kodeksem zielonej chemii i nie generuje odpadów płynnych lub stałych. Gazy procesowe są przetwarzane do dwutlenku węgla, azotu i pary wodnej.

Technologię można zintegrować z anodami CAG i wykorzystać w ogniwach dedykowanych do pojazdów elektrycznych.

Recepta na samozapłon EV

Kolejnym wynalazkiem prof. Marcina Molendy i jego zespołu jest CCL (Carbon Conductive Layer). Jest to nanotechnologiczna metoda precyzyjnego pokrywania materiałów aktywnych. Są one nieodłączną częścią magazynów energii.

Grubość takiej powłoki może być dostosowana do przeznaczenia danego akumulatora. Określa się ją na etapie produkcji. Dzięki CCL nie ma konieczności stosowania dodatku materiału węglowego. W efekcie w akumulatorach można znacznie zagęszczać energię.

Technologia CCL szczelnie pokrywa i oddziela ziarna materiału aktywnego w akumulatorze. Dzięki temu akumulator nie ulegnie samozapłonowi podczas wahań temperatur. Cały proces pokrywania nanotechnologiczną powłoką również odbywa się zgodnie z zasadami zielonej chemii.

Źródło: strefabiznesu.pl; farmer.pl