Новини

Поглед към бъдещето на мобилното съхранение на енергия

В момента всички говорят за технологията на батериите, а Нобеловата награда за химия за 2019 г. дори е присъдена за изследвания на батериите. Мобилното съхранение на енергия вече предостави нови възможности във всички сфери на живота - от мобилни телефони до електрически превозни средства и дори медицински приложения. Така че нека да направим едно бързо пътуване през бързото развитие на литиево-йонната технология, да разгледаме предстоящите тенденции и да попитаме дали обучителите наистина се нуждаят от светлини.
История за глобален успех на научните изследвания:
През цялата история се появяват технологии, които оказват дълбоко влияние върху човешкия живот - литиево-йонната батерия е една от тях. Първоначалният двигател на тази технология идва от електронните развлекателни устройства от 70-те години, когато започва търсенето на алтернатива на батериите за еднократна употреба, използвани в Walkmans и други подобни. Бързо беше установено, че литиево-йонните батерии имат голям потенциал, тъй като са енергийно гъсти, компактни по размер и не са податливи на ефекта на паметта. Имаше обаче проблеми: те бяха лесно запалими и склонни към къси съединения вътре в клетката. Учените трябваше да се справят с тези проблеми и до известна степен все още го правят. Решителен пробив се случи под формата на проучване на Джон Б Гудену (САЩ), М. Стенли Уитингъм (Великобритания) и Акира Йошино (Япония), които получиха Нобелова награда за химия за 2019 г. Първите акумулаторни литиево-йонни батерии са произведени през 1983 г. и са пуснати на пазара от Sony през 1991 г. Оттогава те са неудържими, както се потвърждава от статистиката: през 2019 г. глобалният пазар струва приблизително. 40 милиарда евро. Очаква се това да нарасне до 60 млрд. Евро до 2022 г.
От музика до мобилност до промишлено почистване:
Помислете за вашия мобилен телефон, цифров фотоапарат, лаптоп или фенерче: едва ли има електронна притурка, която в днешно време да не работи с литиево-йонни батерии. Тази технология е по-лека, по-малка и осигурява по-висок капацитет и производителност от стандартните никел-кадмиеви или никел-метални хидридни батерии. Това е важен фактор за практични устройства като електроинструменти, градинско оборудване, прахосмукачки и други подобни - както в домашна, така и в търговска среда. Електромобилността е друга гореща тема. Литиево-йонните батерии могат да бъдат свързани помежду си, което означава, че няколко могат да бъдат свързани заедно, за да образуват захранващ блок. Тази техника се използва във всички видове превозни средства, от електрически велосипеди, електрически скутери и Segways до хибридни и електрически автомобили и автобуси. Дори при фотоволтаиците литиево-йонните батерии са се доказали като полезни за съхранение на енергия поради компактните си размери, дълъг живот и липса на изисквания за поддръжка. Домашната продължителност на живота от 6000 цикъла е стандартна, добавяйки до около 20 години - приблизително същото като фотоволтаичната система.
Днес: литиеви йони. Утре ...?
Накъде се насочваме?
Литиево-йонната технология е навсякъде в наши дни и направи възможни устойчиви решения в някои области. Трудно би било да се замени. Електромобилността обаче е един от факторите, който увеличава толкова драстично търсенето на енергия за съхранение, че тази технология вероятно няма да може да отговори сама на това търсене. Да не говорим за проблеми като по-висока производителност и по-кратки цикли на зареждане, които може да се справят по-добре с помощта на други технологии, въпреки че все още има известен потенциал за развитие в литиево-клетъчните клетки. И накрая, наличността на суровини - предимно кобалт и литий - ще стане проблематична в средносрочен план.
Следователно търсенето на алтернативи е в ход. Една от опциите е твърдотната електролитна батерия, която не съдържа течности, а само твърд електролит като електрически проводник. Очаква се да постигне пробег от поне 500 км за електрически превозни средства и да се зарежда само за минути. Настоящите изследвания са фокусирани върху материалите и производствените техники. Друг вариант е магнезиевата батерия, която се очаква да бъде по-мощна, по-евтина и по-безопасна от настоящите литиево-йонни батерии. Да не говорим, че магнезият е хиляда пъти по-често срещан от лития като суровина. И е по-лесно да се рециклира.
Имаме ли нужда от батерии навсякъде?
Устойчивост и възможности за рециклиране.
От гледна точка на устойчивостта, литиево-йонната технология има плюсове и минуси. От една страна, той се използва за цели като електрически превозни средства и акумулиране на енергия за захранване от фотоволтаични системи - ключови стъпки към по-екологично бъдеще. От друга страна, батериите в момента се използват с много малко ограничения - дори треньорите и джъмперите вече имат светлини, а сламките са украсени със светодиоди! Това противоречи на нашия напредък към отговорно използване на ресурсите. Рециклирането е друг въпрос, тъй като сегашните методи са недостатъчни, за да се справят с големия брой автомобилни батерии там.
Предвижда се скоро кобалтът и други материали да са в недостиг, така че решенията са в процес на разработка. Термичното топене например може да се използва за възстановяване на кобалт, никел и мед. Друг подход е раздробяването на лесно запалимите батерии в азотна атмосфера. Остава настърган материал, от който можем да рециклираме графит, манган, никел и кобалт. След това батерията може да бъде възпроизведена с въглероден отпечатък с 40% по-нисък, отколкото производството на нова батерия от нулата. Има много други вариации по темата, но целта е една и съща - спестяване на енергия и повторно използване на възможно най-голямата част от суровините.
Схемата Second Life има различен подход, като се използват стари батерии за стационарно съхранение на енергия. Батериите в електрическите превозни средства вече не функционират достатъчно добре, за да отговорят на изискванията за обхват след осем или девет години, така че трябва да бъдат заменени - но те все още работят. Поради това различни производители на автомобили възнамеряват да използват тези батерии с намален капацитет за зареждане в голям стационарен енергиен магазин.
В технологията на батериите се случва много и пътуването в бъдещето ще бъде едно нещо по-специално: вълнуващо.
Рециклиране на илюстрации - как батериите променят света
Керхер И АКУМУЛАТОРНИ ТЕХНОЛОГИИ:
Четири въпроса за д-р Ян Бекер, управител на нашите модулни системи за съхранение на енергия
Кога Керхер за първи път пусна на пазара устройства, захранвани с батерии?
В нашето портфолио има продукти с батерии от над 30 години - и те предлагат всички обичайни предимства. Винаги сме се питали къде тяхното приложение има най-голямо значение за нашите клиенти и как да подходим към техническите предизвикателства.
С Керхер Battery Universe сега стартирате две нови батерийни платформи. Какъв беше фокусът при разработването им?
Имаше няколко важни фактора, които трябва да се имат предвид - включително повишена производителност и време за работа и точен дисплей, показващ времето за зареждане и оставащото време за работа до минута. Разполагаме с 18 V и 36 V батерии с различен капацитет. Всички батерии от клас на напрежение отговарят на всяко устройство.
Какви продукти ще се предлагат?
В гамата Home & Garden новите батерийни продукти са на пазара от пролетта на 2019 г. Гамата включва шайби със средно налягане, мокри и сухи прахосмукачки и различни градински инструменти. Нашата професионална гама ще бъде пусната през 2020 г. и включва мокри и сухи прахосмукачки, както и професионални инструменти за поддържане на зелени площи. И ние сме първата компания в света, която пусна в употреба батерия за почистване под високо налягане за търговска употреба.
Литиево-йонните батерии ще продължат да съществуват известно време, но следващите технологии вече са в стартовите блокове. Какъв е отговорът на Керхер?
Нашите платформи са проектирани така, че да можем лесно да впишем нови клетъчни технологии в нашия интерфейс. Това е важен начин, по който можем да предложим на нашите клиенти надеждни решения.

Върни се назад