Rewolucja w magazynowaniu energii
Szykuje się rewolucja w magazynowaniu energii
Uniwersytet Jagielloński stoi u progu przełomowej rewolucji w dziedzinie magazynowania energii. Dzięki wysiłkom naukowcy z tej prestiżowej uczelni opracowali innowacyjne rozwiązanie, które może przyczynić się do przełomu w branży akumulatorów. Dzisiaj branża zmaga się z kosztownymi i logistycznie trudnymi dostawami surowców. To niezwykłe osiągnięcie było możliwe dzięki wdrożeniu tak zwanej zielonej chemii.
Pod fachowym kierownictwem prof. Marcina Molendy Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów z Wydziału Chemii UJ. Od kilku lat wydział ten prowadzi badania nad technologiami akumulatorowymi z wykorzystaniem zielonej chemii. Najnowsze odkrycia w zakresie akumulatorów wysokonapięciowych zyskały szerokie uznanie w środowisku naukowym.
Godnym uwagi osiągnięciem jest opracowanie metody zwanej Carbonized Starch Anode Gel (CAG).
To nowatorskie podejście umożliwia wytwarzanie baterii z materiałów anodowych pochodzących z żelu węglowego. Żel pozyskuje się z łatwo dostępnych źródeł, takich jak ryż, ziemniaki czy skrobia kukurydziana. Żelatynizacja tych skrobi wodą, a następnie kontrolowana piroliza i spalanie emitowanych gazów daje pożądany żel węglowy. Ten nowatorski materiał może potencjalnie zastąpić tradycyjny grafit — materiał anodowy stosowany w konstrukcji akumulatorów — bez uszczerbku dla charakterystyki działania akumulatora.
Materiał anody CAG wykazuje wszechstronność i kompatybilność w zastosowaniu z dostępnymi materiałami. Bezproblemowo integruje się z dowolną klasą najnowocześniejszych katod występujących w ogniwach litowo-jonowych. Rygorystyczne testy wykazały niezwykłą trwałość anod CAG, które mogą wytrzymać ponad 1500 cykli ładowania i rozładowania. Ponadto profesor Molenda podkreśla przyjazny dla środowiska charakter carbożelu. W rzeczywistości umożliwia produkcję zielonych ogniw litowo-jonowych o znacznie zmniejszonym śladzie węglowym. Dodatkowym atutem jest wyeliminowanie uzależnienia od zagranicznych dostawców grafitu, a tym samym zapewnienie stabilnego i bezpiecznego łańcucha dostaw surowca.
Oprócz przełomowej technologii Carbonized Starch Anode Gel zespół kierowany przez profesora Molendę opracował rozwiązanie znane jako Carbon Conductive Layer (CCL). Ten nanotechnologiczny przełom polega na precyzyjnym powlekaniu aktywnych materiałów — katod i/lub anod ultracienką warstwą węgla, o grubości zaledwie nanometrów. Podczas produkcji baterii, powłoka pozwala na precyzyjne dostrojenie parametrów baterii, takich jak czas rozładowania i limity obciążenia. Jednak najbardziej niezwykłym aspektem tej technologii jest jej zdolność do zwiększania bezpieczeństwa baterii i praktycznie eliminowania ryzyka samozapłonu.
Powłoka CCL skutecznie uszczelnia ziarna materiału aktywnego w akumulatorze, nawet przy znacznych wahaniach temperatury. Tradycyjne metody dodawania materiałów węglowych do akumulatorów charakteryzują się nieprecyzyjnym rozkładem, co skutkuje nadmiarem węgla i zmniejszoną koncentracją energii. To nierównomierne rozmieszczenie cząstek węgla zwiększa ryzyko nieodwracalnych reakcji samozapłonu w akumulatorze. Powłoka Carbon Conductive Layer ogranicza to ryzyko, szczelnie otaczając każde ziarno materiału aktywnego, zapobiegając agregacji cząstek i zachowując ich integralność. Dzięki temu nawet w przypadku zwarcia akumulator rozładowuje się stopniowo i nie stwarza zagrożenia samozapłonem.
Podobnie jak w przypadku innych pionierskich technologii rozwijanych na Uniwersytecie Jagiellońskim, produkcja nanokompozytu CCL przebiega zgodnie z zasadami zielonej chemii.
Proces ten obejmuje polimeryzację za pośrednictwem wody, następną impregnację materiału aktywnego i kontrolowaną pirolizę ze spalaniem uwolnionych gazów. Co ważne, ta ekologiczna metoda produkcji nie generuje żadnych odpadów. Technologia CCL jest bardzo obiecująca. Możliwa do zastosowania w ogniwach litowo-jonowych, a prototypy wykazują wyjątkową żywotność baterii, która może wytrzymać do 3000 cykli.
Uniwersytet podkreśla, że pomyślna komercjalizacja wymaga współpracy z inwestorem lub producentem magazynów energii. Warunkiem podjęcia współpracy są środki na zbudowanie pilotażowej instalacji i ujednolicenie produkcji ogniw. Aby ułatwić ten proces, twórca technologii powołał spółkę typu spin-off pod nazwą UJ MarCelLi Adv Tech sp. z o.o. Co więcej podpisano warunkową umowę licencyjną, która jest wyrazem zaangażowania w pełne wykorzystanie potencjału tych ulepszeń. Naukowcy są gotowi do współpracy z podmiotami zewnętrznymi na każdym etapie. Począwszy od przygotowania surowca po recykling, w celu podniesienia gotowości technologicznej całego procesu. Komercjalizacja rozwiązania oznacza korzyści dla producentów. W rzeczywistości mogą wykorzystać te rozwiązania do ulepszenia komponentów swoich urządzeń do magazynowania energii, zmniejszając w ten sposób koszty produkcji.
Pionierskie badania Uniwersytetu Jagiellońskiego w zakresie magazynowania energii postawiły uczelnię na czele rewolucji w tej dziedzinie. Rozwiązania oparte na zielonej chemii, takich jak Carbonized Starch Anode Gel i Carbon Conductive Layer, rozwiążą krytyczne wyzwania. Mianowicie związane z zależnością od kosztów i dostaw surowców. W konsekwencji naukowcy rozwiązali również problemy związane z optymalizacją wydajności i bezpieczeństwem. Dzięki ochronie patentowej i ścieżce do komercjalizacji innowacje Uniwersytetu Jagiellońskiego mają szansę zmienić branżę magazynowania energii. Tym samym innowacje otwierają nowe możliwości dla bardziej zrównoważonej i wydajnej przyszłości.
Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?
Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?
Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?
Zapraszamy do kontaktu z Nami!Zadzwoń! +48 797 897 895
