Jeśli duże magazyny energii mają trafiać bliżej domów, firm, szpitali i instalacji fotowoltaicznych, a muszą, patrząc na problematyczny temat prądu z OZE, który niedawno wyjaśniałem, to bezpieczeństwo jest podstawą. Warunkiem, bez którego cała transformacja energetyczna w pewnym momencie trafi na ścianę nie do obejścia. Właśnie dlatego produkt start-upu PolyJoule wywodzącego się z MIT przykuł moją uwagę. Nie chodzi tym razem wyłącznie o kolejny “lepszy akumulator”, który ma zasilić smartfona, samochód elektryczny albo drona, a o specyficzną chemię. Taką, która jest od podstaw pomyślana pod magazynowanie energii tam, gdzie awaria ogniw litowo-jonowych nie jest tylko problemem serwisowym, lecz logistycznym, pożarowym i społecznym.
Palnik o temperaturze 1982°C i akumulator, który nie chce podtrzymać ognia
Tym razem firma PolyJoule pokazała trzecią generację swojej chemii akumulatorowej i poddała swoje pełnowymiarowe ogniwo działaniu palnika propanowego o temperaturze prawie 2000°C. Przy takim potraktowaniu tradycyjnego akumulatora nastąpiłaby gwałtowna reakcja – eksplozja, wyrzut odłamków, emisja toksycznych gazów i wzniecenie ognia, ale nie tym razem. Po odstawieniu palnika płomień miał sam zgasnąć, a akumulator PolyJoule nie stał się od razu zagrożeniem dla otoczenia. Wszystko przez fakt, że obecna w ogniwie chemia nie jest paliwem, które karmiłoby ogień.
Czytaj też: Niemcy zrobili z fotowoltaiką coś, czego nikomu wcześniej się nie udało
Ładunek nie jest przechowywany w klasycznej metalicznej strukturze krystalicznej, jak w wielu dominujących dziś technologiach, lecz wzdłuż organicznego szkieletu materiału przewodzącego. Efekt? Mniej reaktywnych metali, mniej lotnych składników i mniej warunków do efektu domina, które znamy jako ucieczkę termiczną. W trzeciej generacji akumulatorów tej firmy pojawiła się też przewodząca katoda polimerowa oraz ciekły elektrolit solny. Co ciekawe, PolyJoule twierdzi, że ta chemia nie tworzy dendrytów, nie wymaga aktywnego zarządzania temperaturą i zachowuje sprawność przez ponad 10000 cykli pracy, a na dodatek odznacza się 10-krotnym wzrostem gęstości energii względem oryginału.
Na tę chwilę nie wygląda jednak na to, żeby PolyJoule pokazywało akumulator, który za chwilę trafi do smartfonów, laptopów albo samochodów elektrycznych. Firma mówi wyłącznie o magazynach energii dla segmentu komercyjnego, przemysłowego i mieszkaniowego, a także o współpracy z instalatorami systemów solarnych, akumulatorowych i generatorowych. Nie jest to akurat przypadek, bo akurat stacjonarny magazyn energii może być większy i cięższy, kiedy w zamian za to dostaje bezpieczeństwo, długi cykl życia, łatwiejszą eksploatację i mniejsze wymagania dotyczące chłodzenia.
Czytaj też: Panele słoneczne mogą być lepsze. Pokazali sposób na ulepszenie fotowoltaiki
Taka taryfa ulgowa nie przejdzie oczywiście w innych przypadkach. W samochodzie elektrycznym, samolocie czy dronie każdy dodatkowy kilogram i każdy dodatkowy litr objętości przekłada się na zasięg, masę, konstrukcję i cenę. W magazynie energii stojącym przy budynku albo na terenie zakładu przemysłowego wymagania są zupełnie inne, o czym przypomniały ekstremalne testy pożarowe dużych magazynów energii. Ten sam kierunek widać zresztą również przy akumulatorach ze stałym elektrolitem oraz wodnych konstrukcjach bez obsesji na punkcie litu. Dziś cała branża szuka nie tylko większej pojemności, ale też chemii, która nie jest tykającą bombą.
Czy więc to akumulator ostateczny? Ewidentnie nie, ale jego potencjał jest ogromny
Finalnie więc nowego dzieła z MIT nie nazwałbym “akumulatorem ostatecznym”. Jeśli ktoś pokazuje ogniwo, które znosi palnik o temperaturze 1982°C, obiecuje ponad 10000 cykli, nie wymaga aktywnego chłodzenia i eliminuje klasyczne ryzyko ucieczki termicznej, to wydaje się to wręcz coś rewolucyjnego. Problem w tym, że historia akumulatorów jest pełna technologii, które zapowiadają się znakomicie, a później okazują się zbyt kosztowne, problematyczne w produkcji, a nawet po prostu niezbyt pojemne. Uważam jednak, że PolyJoule i tak pokazuje coś istotnego, bo nie kolejny pościg za rekordowym zasięgiem samochodu elektrycznego i nie kolejną obietnicę ładowania telefonu w minutę, tylko próbę rozwiązania nudnego, ale bardzo praktycznego problemu, odpowiadając na pytanie “jak magazynować energię blisko ludzi tak, żeby ewentualna awaria nie przerodziła się w koszmar”.
Źródła: Business Wire
