Potas i drewno wygryzą lit z rynku akumulatorów? Rozwój technologii nielitowych

Startup Group1 stara się skomercjalizować materiały katodowe do akumulatorów potasowo-jonowych. Firma Northvolt natomiast chce zbudować baterie, które bazują na ligninie pochodzenia drzewnego. 

“Ponieważ nasze odchodzenie od paliw kopalnych przyspiesza, zapotrzebowanie na akumulatory litowo-jonowe szybko rośnie, a nasze dostawy litu wkrótce nie będą w stanie zaspokoić tego popytu” - komentuje Alexander Girau, dyrektor generalny Group1.

Na jakim etapie jest zastępowanie litu mniej konwencjonalnymi materiałami?

Akumulatory potasowo-jonowe

Amerykańska firma Group1 opracowała materiały katodowe na bazie potasowej bieli pruskiej (PPW). Biel pruska (PW) to zredukowana i uwodniona forma błękitu pruskiego (PB). Są to obiecujące materiały do budowy katod akumulatorowych ze względu na ich wysoką wydajność, dużą pojemność i niską toksyczność. 

Group1 zaznacza, że ich rozwiązanie zapewnia również szybkie ładowanie. Bezpieczniejsze baterie potasowo-jonowe mogą być zrównoważoną alternatywą dla baterii litowo-jonowych.  

“Baterie Group1 i akumulatory potasowo-jonowe mogą stanowić realną alternatywę dla wypełnienia luki w dostawach” - twierdzi Girau.

Jak zaznacza Max Reid, analityk z Wood Mackenzie, katoda na bazie pruskiej bieli wykorzystuje głównie potas, mangan i żelazo. Są to znacznie tańsze materiały niż nikiel, kobalt i lit. 

Reid dodaje, że brak istniejących dużych producentów katod potasowo-jonowych jest kolejną barierą, która blokuje ich popularyzację. Produkcja komercyjna takich akumulatorów pojawi się bliżej 2030 r.

• Zobacz również: Magazyny gazu wyczerpią się do końca lutego? Najczarniejszy scenariusz dla Europy

Wydajność technologii potasowej

Co więcej, Group1 twierdzi, że potas można łatwo zintegrować z istniejącymi grafitowymi materiałami anodowymi, elektrolitami, konstrukcją ogniw i produkcją litowo-jonową.

Startup Group1 podaje, że ​​potas stosowany w tej technologii jest 1000 razy bardziej wydajny niż lit i 20 razy bardziej przystępny cenowo. Ten ostatni aspekt zależy jednak od ceny materiałów na rynku.

Według Wood Mackenzie, katoda bazująca na pruskiej bieli może osiągnąć pojemność 120 mAh/g, co stanowi tylko 60% litowo-jonowej. Ma niższą gęstość energii ze względu na otwartą strukturę. Ten ostatni aspekt sprawia, że ​​nadaje się do wykorzystania w magazynach energii

Anody z drewna?

Europejski potentat rynku baterii Northvolt nawiązał współpracę z fińskim producentem celulozy i papieru Stora Enso w celu opracowania baterii wykorzystującej anody ligninowe. Lignina to polimer pochodzenia roślinnego, który znajduje się w ścianach komórkowych i stanowi 20-30% substancji budujących drzewo. 

Stora Enso ma za zadanie dostarczać swój materiał anodowy Lignode na bazie ligniny, pochodzący z lasów zarządzanych w sposób zrównoważony. Northvolt z kolei będzie kierował projektowaniem ogniw, rozwojem procesu produkcyjnego i zwiększaniem skali technologii.

• Zobacz również: TOP 10 producentów falowników w 2021 r. Pierwsza dziesiątka z 82% udziałem w rynku

Działania na rzecz zrównoważonych baterii

Celem współpracy jest opatentowanie pierwszej na świecie uprzemysłowionej baterii wyposażonej w anodę pozyskiwaną w całości z europejskich i odnawialnych surowców. Ma to obniżyć ślad węglowy oraz koszty.

“Dzięki temu partnerstwu zbadamy nowe źródło zrównoważonych surowców i rozszerzymy europejski łańcuch wartości baterii, jednocześnie rozwijając tańszą ich chemię” - powiedziała Emma Nehrenheim, dyrektor ds. środowiska w Northvolt.

Firma niedawno otrzymała 1,1 miliarda dolarów na rozwój rynku baterii w Europie. Dzięki tym pieniądzom m.in. powstanie największa fabryka magazynów energii. Northvolt wybuduje ją w Polsce, a konkretnie w Gdańsku, o czym pisaliśmy TUTAJ.

Źródło: Energy Storage News, Green Car Congress, American Chemical Society.