Míg a megújuló energiára való átállás kritikus fontosságú a klímacélok elérése érdekében, a nap- és szélenergia bevezetése továbbra is komoly kihívást jelent, mivel a hatékony és fenntartható tárolás nem teljesen megoldott. Egy új rendszer 50 százalékos energiatárolási hatékonyságnövekedést ígér.
| A cink alapú akkumulátorok olcsóbbak, hosszabb élettartamúak, többször tölthetők-meríthetők, gyártásuk és ártalmatlanításuk kevésbé környezetkárosító, mint a ma általános lítiumakkumulátoroké. „Cserébe” alacsonyabb az energiasűrűségük és kevésbé terhelhetők (ugyanakkora kapacitásban nagyobbak, és kisebb áramerősséget adnak le), mint amazok. Ezért jobban alkalmasak infrastruktúra- mint mobil alkalmazásra. |
A Fraunhofer IZM (Fraunhofer Mikorintegráció és Megbízhatóság Intézet) vezette német kutatókonzorcium most egy olyan cink akkumulátor-technológiával kívánja megoldani ezt a problémát, ami nem csak képes eltárolni az elektromos energiát, de igény szerint zöld hidrogént is előállíthat. E cél megvalósítása érdekében a kutatóintézetek két kereskedelmi partnerrel (a Zn2H2-vel és a Steel PRO Maschinenbauval) fogtak össze a Zn-H2 projektben. A csoport úgy döntött, hogy olyan cink akkumulátorokkal kísérletezik, amelyek nemcsak olcsóbbak, mint a lítium-ion társaik, de ezenkívül teljesen újrahasznosíthatók és könnyebben hozzáférhető anyagokból állnak: acélból, cinkből és kálium-hidroxidból. A kutatók ezután lúgos víz elektrolízist adtak a keverékhez, ami egy teljesen új technológiát eredményezett.
Ez a fejlesztés tulajdonképpen egy hagyományos akkumulátor és egy hidrogénforrás egyedülálló kombinációja.
Dr. Robert Hahn, a Fraunhofer IZM munkatársa elmagyarázta, hogyan működnek az akkumulátoron belüli kémiai folyamatok: „A töltés során a vizet oxigénre és hidrogénre bontják, miközben a cink-oxid fémes cinkké redukálódik. Ez a kisülés során visszaalakul cink-oxiddá. A víz ismét redukálódik, és hidrogén szabadul fel.”
A jövő olcsóbb és hatékonyabb
A laboratóriumi tesztek során több cikluson keresztül mérték az egyes akkumulátorcellák hatékonyságát és stabilitását. Az év végéig nyolc összekapcsolt cella tesztelését tervezik, 12 V és 50 Ah kapacitással.
Az első tesztek 50 százalékos hatékonyságnövekedést mutattak az energiatárolás és 80 százalékos növekedést a hidrogéntermelés esetében. Mindehhez tíz évre becsült élettartam tartozik.
A kutatók elképzelése szerint lehetséges lenne egy ipari méretű, elektromosan újratölthető hidrogéntároló rendszer megvalósítása, amelynek kettős funkciója van: fémes cink formájában tárolja az energiát, majd szükség esetén elektromos energiává és hidrogénné alakítja azt vissza. Úgy vélik továbbá, hogy a cink-akkumulátorok alacsonyabb költsége vonzó alternatívává teszi a technológiát a zöld energia kereskedelmi célú tárolására.
A Zn-H2 projekt a tervek szerint 2025 szeptemberében fejeződik be, a zöld hidrogén erejének felszabadítása (amely jelenleg a világ hidrogéntermelésének csak körülbelül 1 százalékát teszi ki) nemcsak a nagy kibocsátású iparágak, például a vegyipar és az acélgyártás szén-dioxid-mentesítését segítheti elő, hanem a háztartási villamosenergia- és hőellátás fenntarthatóságát is jelentősen növelik.
