Ekonom přes SMS

Pošlete do úterý 22:00 SMS ve tvaru: EKONOM JMENO PRIJMENI ULICE CP OBEC PSC na číslo 90211 a časopis Ekonom vám doručíme až domů. Více zde.

Cena SMS služby včetně doručení výtisku je 49 Kč vč. DPH. Službu technicky zajišťuje ATS Praha.

Alternativní energetika je úžasná věc. Stále ale chybí akumulátory, které by vyrovnávaly rozmary větru a slunce. Tým německých vědců tvrdí, že se mu podařilo otevřít k této energetické revoluci cestu. "Náš nový akumulátor bude možné vyrábět s mnohem nižšími náklady než ty klasické na bázi kovů a kyselin," tvrdí Martin Hager z Univerzity Friedricha Schillera v Jeně.

Jejich akumulátor se obejde bez nákladných materiálů, protože si vystačí s běžnými organickými polymery. Při prvních testech už přežil 10 tisíc nabíjecích cyklů, aniž by výrazněji poklesla jeho kapacita. Je sice rozměrnější a těžší než akumulátory na bázi lithia, které se používají třeba v noteboocích, mobilech nebo elektromobilech, ale pro "uskladnění" přebytků energie ze slunce a větru to nevadí.

Pracuje také na odlišném principu: nejde o klasický galvanický článek, ale o článek typu redox-flow (RFB), který se v některých ohledech podobá spíš palivovým článkům.

Klasické lithiové akumulátory zatím jsou v mnoha ohledech nepřekonatelné: lithium je nejlehčí kov (na vodě plave) a v takzvané Becketově řadě kovů stojí nejvýše, takže teoreticky umožňuje sestavit galvanické články s nejvyšším napětím. Akumulátory li-ion nebo li-pol jsou pro mobilní elektroniku a elektromobily tím nejlepším, co je momentálně k dispozici. Zásoby lithia jsou ale omezené, a ještě ke všemu se jich většina nachází v Číně a několika málo zemích třetího světa.

Lithium je ale také velmi reaktivní, proto se v přírodě vyskytuje pouze ve sloučeninách. Získává se z nich elektrolýzou, takže výroba akumulátorů pro uskladňování levné a čisté alternativní energie je paradoxně drahá, špinavá a energeticky náročná. Navíc dokáže tento kov ve vlhkém prostředí vzplanout, což nejenže výrobu článků dál prodražuje, ale podle mezinárodních předpisů se s nimi musí zacházet jako s nebezpečným materiálem.

Přesto nechybí snaha vyvinout lithiové články i pro potřeby velké energetiky - společnost Tesla Motors například představila velké akumulátorové baterie Powerwall a Powerpack. Jenže i cena menšího z obou zařízení Powerwall začíná na 3000 dolarech. Laboratoře vyvíjející akumulátory pro energetiku proto hledají články, které by se bez lithia obešly. Velké úsilí v tomto směru vynakládá především Německo, které se rozhodlo jít cestou využití alternativních zdrojů elektřiny.

Zatímco galvanické akumulátory při nabíjení ukládají energii změnami složení elektrod, redox-flow články dělají totéž - ale rozpouštěním sloučenin v elektrolytu. Prostředí mezi katodou a anodou je oddělené polopropustnou membránou podobně jako u palivových článků, systém navíc obsahuje nádrže pro ukládání elektrolytu a čerpadla zajišťující jeho pohyb kolem elektrod. Články jsou tedy podstatně těžší a rozměrnější - právě u využití v alternativních elektrárnách to ale není rozhodující. Důležité je, že se vyrábějí z běžně dostupných materiálů, mají velkou životnost a nedochází u nich k samovolnému vybíjení.

Bateriím typu RFB se věnuje hned několik německých výzkumných pracovišť. Fraunhoferův institut v Oberhausenu vybudoval speciální laboratoř pro jejich testování. Další pracoviště se nacházejí v Jeně, kde je provozuje tamní Univerzita Friedricha Schillera. Ta také založila spin-off společnost JenaBatteries GmbH, zabývající se jejich vývojem, testováním a výrobou. Jenští vědci se zaměřili na další zlevnění redox-flow akumulátorů.

"Dosavadní RFB články měly elektrody z vanadu a jako elektrolyt sloužila kyselina sírová," vysvětluje Hager. "To sice samo o sobě není drahé, jenže roztok je vysoce korozivní, takže je nutné používat speciální membrány. My jsme vanad nahradili organickými polymery rozpustnými ve vodě, které se podobají plexisklu. Tak můžeme používat levné membrány z celulózy a v článcích nejsou žádné toxické ani agresivní látky."

RFB není jediný nadějný princip, perspektivní jsou také superkapacitory - akumulátory, které nepracují na chemickém principu, ale přímo "skladují" elektrický náboj. Nízká kapacita zatím jejich využití omezovala, ale nanotechnologie před nimi otevírají nové perspektivy. Vědcům z George Washington University se nedávno podařilo vytvořit materiál z jednoatomových vrstev uhlíku, který umožňuje trojnásobné zvýšení kapacity při nízké ceně - uhlík je jedním z nejrozšířenějších prvků na Zemi.

Související