Magazyny energii, a bawełna i nasiona melona - czy mają ze sobą coś wspólnego?

Niezbędnym elementem magazynu energii jest bateria. A ta z kolei jest bardzo problematycznym komponentem. Materiały i procesy biorące udział przy ich produkcji są ograniczone i energochłonne. Naukowcy czując potrzebę wsparcia sektora nowymi, zrównoważonymi technologiami rozpoczęli szerokie badania. Choć to dopiero początek przygody, ciekawe wnioski wysuwają się już teraz. Problematyczne surowce Ekstrakcja kobaltu, litu czy grafenu wymaga ogromnych nakładów wody i energii. Poza tym, sposób ich wydobywania może być krzywdzący dla robotników i środowiska. Po wydobyciu i ekstrakcji materiał nie jest zużywany na miejscu, ale transportowany do Chin. Dlatego poszukiwanie materiałów mogących je zastąpić powinno być jednym z priorytetów branży. Badania jeszcze bardziej napędzić powinien przewidywany wzrost popytu na baterie w najbliższych latach. Będzie to generowane zarówno rosnącą popularnością magazynów energii jak samochodów elektrycznych. Dyskusje i badania już trwają. Może nie w pożądanej skali, ale przynajmniej są już pierwsze obiecujące alternatywy dla konwencjonalnych materiałów. Bankomat na bawełnę? Pierwsze urządzenia zasilane energią z takich bardziej przyjaznych środowiskowo baterii już funkcjonują. Można je odnaleźć m.in. na ulicach Indii w tamtejszych bankomatach. Wykorzystano w nich baterie których komponent powstał na bazie węgla uzyskanego z bawełny. Za tą niezwykłą technologią stoi japońska firm PJP Eye. Jednocześnie do informacji publicznej nie chcą podawać szczegółów procesu transformacji bawełny. Dokładne wysokości ciśnienia i temperatury pozostają sekretem firmy. Jedyny skrawek informacji jaki podali to, że wartość temperatury w procesie wynosi ponad 3000 st. Celsjusza. Ujawnili również, że z 1kg bawełny są w stanie uzyskać 200g czystego węgla. Co ważne, na potrzeby jednego ogniwa akumulatora wystarczy 2g. To naprawdę bardzo wydajny sposób używania biokomponentów. Firma chwali się, że w 2017 r. zakupili dostawę bawełny której używają do dziś. Gdzie właściwie wędruje węgiel z bawełny w trakcie składania baterii? Węgiel jest zużywany do stworzenia elektrody, konkretnie anody. To pomiędzy anodą a katodą następuje przepływ elektronów, gdy bateria jest ładowana bądź energia jest z niej pobierana. Znakomita większość producentów akumulatorów w swojej produkcji używa elektrod z grafenu. Jest to surowiec krytyczny. Krąży wokół niego dużo kontrowersji. Wykorzystanie węgla z bawełny ma znikomy wpływ na środowisko. Dodatkowo bawełna może zostać pozyskana z odpadów tekstylnych. Bateria na wodę! Poza bawełną, perspektywistyczne jest również wykorzystanie wody morskiej, bioodpadów i naturalnych pigmentów. Lista alternatyw jest długa. Pojawia się tylko jeden problem - trzeba udowodnić, że są w stanie konkurować z konwencjonalnymi surowcami. Technologia od PJP Eye pokazała już swoje mocne strony. Badania dowodzą, że ich bateria ładuje się do 10 razy szybciej niż te bazujące na technologii Li ion. Daje to nowe perspektywy dla sektora elektromobilności. Bateria od PJP Eye już działa w japońskich rowerach elektrycznych. Można na nich rozwijać prędkość do 50 km/h i przejechać 70 km na jednym ładowaniu. W 2025 roku na rynku mogą już pojawić się baterie w których węgiel pochodzący z bawełny tworzy katodę i anodę. Na rynku dostępna jest również bateria od fińskiego producenta Stora Enso. Wykorzystano w niej ligninę. Ten polimer wiążący występuje w drzewach, w bateriach wykorzystano ją do anody. Z kolei bawełna ma również perspektywy do wykorzystania przy produkcji elektrolitu, czyli czynnika w którym zanurzone są elektrody. Naukowcy z dużą nadzieja spoglądają na wodę morską. Jest to praktycznie niewyczerpalne źródło. Prototyp takiej baterii już powstał. Niemieccy badacze zbudowali baterię, która wykorzystuje jony sodu bezpośrednio z morskiej wody. By proces mógł zajść w baterii znajduje się specjalnie skomponowany elektrolit polimerowy. Dzięki czemu zachowany został przepływ jonów. Woda morska pełni rolę katody, czyli elektrody naładowanej pozytywnie. W konstrukcji brak anody. To przez to, że sód nie niesie ze sobą negatywnego ładunku. Jego jony pozostają obojętne. Autorzy baterii chcą by nadwyżka energii z OZE była wykorzystywana do akumulacji jonów. Kiedy wzrasta zapotrzebowanie na energię, proces zostaje odwrócony. Sód wędruje teraz w drugą stronę i wraca do oceanu. Jak widać możliwości jest wiele. Potrzeba jednak kompleksowej i konkurencyjnej technologii. Badania zapewne będą trwać dalej. Z czasem okaże się czy rynek pozwoli na dominację tych bardziej zrównoważonych baterii. Źródło: BBC

Często szukane

Magazyny energii, a bawełna i nasiona melona – czy mają ze sobą coś wspólnego?

Redakcja GLOBEnergia

W tym samym temacie

Czy mój dom jest gotowy na magazyn energii? Sprawdź, zanim podejmiesz decyzję

Świadectwo charakterystyki energetycznej nie zastąpi audytu. Sprawdź, czego potrzebujesz

W Holandii biometanu jest za dużo i za mało jednocześnie. Jak to możliwe?

Columbus żąda ponad 3 mln zł z Czystego Powietrza i pozywa krakowski fundusz wojewódzki

GLOBENERGIA+ nr 05/2026

Nasze serwisy