Cink-levegő akkumulátor az elektromos hálózatban

Az amerikai Eos Energy Storage vállalat legújabb prototípus akkumulátora már most a dupláját tudja felmutatni a lítium-ion akkumulátorok energiasűrűségének. Élettartamban pedig az ólom alapú akkumulátorokkal versenyzik: a vállalat szerint a végtermék akár 30 évig is kibírná az elektromos hálózatban energiatárolóként alkalmazva. „Ha az, amit az Eos állít, valósággá válik, az tényleg forradalmi lenne” – véli Steve Minnihan, a Lux Research szakértője.

A hagyományos telepekkel ellentétben, amelyekben a reakciópartnereket a zárt csomagolás foglalja magában, a cink-levegő technika működéséhez folyamatosan levegőre van szükség, mert az oxigén beépülésével szabadítja fel a tárolt elektrokémiai energiát. A környezeti levegő felhasználásával egy magasabb kapacitás-térfogat arány adódik, valamint az anyagköltségek is kedvezőbbek. A cink-levegő elemek azonban rendelkeznek néhány alapvető problémával, de az Eos mérnökei bíznak benne, hogy sikerült valamennyit végérvényesen megoldani.

A cink-levegő elemek általában kálium-hidroxidot elektrolit oldatot használnak, amellyel az a gond, hogy megköti a levegőben található szén-dioxidot. Így kálium-karbonát keletkezik, ami lassan eltömíti a cella levegőnyílásait. A vállalat új pH-semleges elektrolit oldatával ezt sikerült kiküszöbölni. Ezen kívül az Eos szakemberei kifejlesztettek egy vízszintes cellakonfigurációt, ami membránok helyett a gravitációt használja az elektrolit és a levegő elválasztására. Ezzel a változtatással már nem kell törődni a membránok repedéseivel, amelyek a cellák végét jelentették.

Egy további probléma a technológia vesztesége. A betáplált energiának csak. kb. 60%-át lehet újra lehívni, szemben az ólom akkumulátorok 80%-ával és a lítium-ion technika 95%-ával. Az ok a töltő és kisülési folyamat közötti feszültségkülönbségben rejlik, amelyet a cellában végbemenő reakció határoz meg. Leginkább ennek köszönhető, hogy a cink-levegő akkumulátorok nem terjedtek el igazán. Főként hallókészülékek energiaellátására használják őket nagy energiasűrűségüknek köszönhetően. A vállalat elmondása szerint új lehetőségeket találtak a feszültségkülönbség csökkentésére, amivel megoldható lenne a veszteségprobléma.

A cég az 0,3 kilowattórás prototípus akkumulátorral 2700 ciklust ért el észlelhető teljesítménycsökkenés nélkül. Mindazonáltal még sok időbe telhet, mire sikerül teljesíteni a végcélt: a 10000 ciklust a megawattórás tartományban. Az Eos számításai szerint egy ilyen akkumulátor befektetési költsége 160 dollár/kWh körül lenne. Az elektromos hálózat csúcsterheléskor az elektromos energiát aztán 12-17 Cent/kWh áron tudnák visszatáplálni. Összehasonlításként egy amerikai földgázerőműben átlagosan 22-30 Centbe kerül egy kWh elektromosság előállítása.

Jeff Dahn professzor a Dalhousie Egyetemről mindazonáltal szkeptikus, hogy ez sikerülni fog. „Sokan dolgoznak már régóta az újratölthető cink-levegő telepen. A veszteségproblémát azonban még senkinek sem sikerült megoldania” – mondta.

Forrás: www.heise.de/tr (Technology Review)

Ritzinger György