Co nahradí lithium? Hledá se náhrada pro baterie budoucnosti

redakce - 19 Červen 2017

Stále více se ukazuje, že pro naši civilizaci budou lithium-iontové baterie nepostradatelné. Zásoby lithia nezvládnou uspokojit poptávku donekonečna. Usilovně se proto hledá náhrada mezi příbuznými prvky.baterie elektromobilu Chevrolet Bolt EV

Pohled do lithium-iontové baterie elektromobilu Chevrolet Bolt EV o kapacitě 60 kWh
foto: Chevrolet

autor: Václav Diopan

Nahradit lithium obsažené v elektrochemických zdrojích energie je atraktivní cíl vědecké činnosti, ačkoli důvody které k tomu vedou, nejsou tak silné, jak jsme zvyklí slýchat ve veřejné diskuzi. Neoprávněně působí strach z ekologického dopadu těžební činnosti, protože provnáme-li negativa dobývání lithia s dalšími lidskými aktivitami, je jeho škodlivý příspěvek skutečně marginální.

Mimochodem, asi 50 % známých světových zásob lithia lze v Bolívii vytěžit lopatou. Vrstva soli s vysokým podílem lithia tam leží jen tak na povrchu. Přitom ekologický zisk při přechodu na elektrický pohon v dopravě smaže mnoho nepatřičnosti, kterých se vůči přírodě dopouštíme.

Již k rozumnějšímu důvodu výměny lithia patří jeho omezené zdroje lokalizované na území několika málo států. Nicméně nesnáze se zásobami lze řešit recyklací vysloužilých baterií. Není bez zajímavosti poznamenat, že recyklace baterií již běží, ale nikoli pro lithium, nýbrž pro dražší kobalt v nich obsažený.

K řešení nedostatku lithia by mohly rovněž přispět i zdokonalené těžební metody schopné ho efektivně získat v prostředí z jeho nízkou koncentrací, například z mořské vody. Lepší extrakční postupy by znamenaly zároveň účinnější recyklaci a ekologičtější způsob těžby.

K uvažované alternativě lithium-iontových zdrojů patří články založené na jednom ze čtveřice prvků, sodík, draslík, vápník či hořčík. Všechny zmíněné prvky náleží k osmi nejhojněji zastoupeným elementům na Zemi.

Průmysl v porovnání s lithiem jich v současnosti zpracuje nesrovnatelně větší množství. Zároveň mají přijatelné elektrochemické vlastnosti. Proč je tedy už nepoužíváme? I když jsou nejlepšími známými kandidáty, v jejich hladkém uvedení do praxe brání nedostatky uvažovaných článků.

Velká část úsilí míří k vytvoření analogických kov-iontových článků. U nich během vybíjení anoda uvolňuje ionty kovu do elektrolytu a ionty kovu z elektrolytu vstupují do katody. Během nabíjení běží proce opačným směrem.

Zásadní děj při nabíjení/vybíjení zahrnuje vstup kovu do mezimolekulárních mezer elektrodového materiálu (interkalace) a jeho opětovného opuštění (extrakce). Interkalace/extrakce iontů u materiálů doprovází určitá změna jeho objemu nebo struktury, která při cyklování vyústí postupně v degradaci článku.

Těžší kovy od lithia vzhledem k většímu atomovému poloměru elektrody poškozují více a to vede k rychlejšímu zhoršování klíčových parametrů článků. Z výše popsaných skutečností vyplývá, že budoucnost rozvoje alternativních kov-iontových zdrojů bude záviset hlavně na pokroku v přípravě nových vhodných elektrodových materiálů nebo schopnosti zvýšit jejich odolnost. Nesmí se tak stát na úkor reakčního poměru interkalujícího iontu, reakční kinetiky, napětí článku a ceně.

Přijít s opravdu zlomovým objevem odstraňujícím všechny potíže se zatím nedaří. Na druhou stranu, výzkum postupuje dál a za sebou zanechává nepopiratelné úspěchy.

Pojďme si proto uvést některé z nedávné doby týkajících se alternativních kov-iontových zařízení pro ukládání elektrické energie. A na příkladu demonstrujme, jak je ošemetné se radovat nad příslibem překvapující kapacity budoucích akumulátorů prezentované ve vědecké literatuře.

Sodík

Z alternativ nejdéle badatelé strávili prací nad sodík-iontovými články. Ty umíme vytvořit od časných 80. let a na tu dobu dosahovaly excelentních vlastností (více než 300 cyklů). Vlivem souběžně vyvíjené slibné konkurenční technologie na bázi lithia nakonec zájem o Na-iontové zdroje opadl.

Následující období přineslo jen velmi málo publikací nebo patentů. Změna nastala od roku 2010, kdy raketově vzrostl počet novinek tykajících se daného tématu. Za celé období výzkumu bylo vyzkoušeno velké množství elektrodových materiálů a různé elektrolyty včetně pokročilých pevných elektrolytů.

Experimentální vzorky zvládají stovky i více cyklů. Zcela jistě Na-iontové články mají nejblíže k nasazení v reálném životě, ale těm lithiovým se zdaleka nevyrovnají.

Draslík

Draslík-iontové články se netěší takovému zájmu vědecké obce jako ty sodík-iontové. Přitom poskytují vyšší teoretické napětí (ale nižší gravimetrickou kapacitu). K-iontové články trápí zejména absence vhodných anodových materiálů.

Nad použitím kovového draslíku nikdo zatím neuvažuje, neboť jeho reaktivita předčí reaktivitu lithia i sodíku a takový výrobek by byl vhodný spíš na přípravu ohňostroje než pro bezpečné napájení spotřebičů.

S hledáním anodových materiálů se pojí historka lehce pikantního nádechu. Před dvěma lety Xiulei Ji z Oregonské státní univerzity zjistil, že spojení draslíku s grafitovou anodou dobře funguje. Tedy přesně s tím samým zavedený materiálem, který figuruje u klasických lithium-iontových článku.

Jenže vědecké dogma, které nikdo skutečně neověřil, říkalo opak. Xiuei Ji se nato pak vyjádřil ve smyslu: “Tento předpoklad je chybný. Je šokující, že se nikdo za 83 let této problematice nevěnoval.” (tenkrát uplynulo 83 let od doby, kdy byla prokázána reálnost draslík-iontových článků - rok 1932).

Vápník

Donedávna se koncepty vápník-iontových článků omezovaly pouze na jejich nenabíjecí verzi. Nástup těch nabíjecích předznamenávají dvě průkopnické práce. První přijatá k publikaci redakcí časopisu Nature Materials v roce 2015 vyvrátila přesvědčení panující od roku 1991, že není možné dosáhnout galvanického vylučování vápníku v nevodném prostředí, a tím i obnovení elektrody.

Tento poznatek otevírá dveře vedoucí k dobíjecímu článku využívající anodu z kovového vápníku. Taková anoda v sobě skrývá výhodu většího podílu hmoty přímo účastnící se vzniku elektrického proudu (u Li-ion technologie připadá u anody na jeden atom lithia šest atomů uhlíku sloužící jako jeho nosič).

Druhým průlomovým krokem byl návrh vůbec prvního nabíjecího vápník-iontového článku z roku 2015. Vědci systém složili z interkalačních elektrod cínové anody a katody z hexakyanoželeznatanu manganatého.

V pokusech se osvědčily další látky vycházející z hexakyanoželeznatanového komplexu mimo jiné i lehce dostupný, levný a netoxický pigment Berlínská modř. Složení anody badatelé zvolili z důvodu, aby vytvořili první kompletní funkční nabíjecí článek bez ohledu na jeho nedokonalost.

Případnou úlohu cínu co by elektrody nejspíš znemožní krátká životnost takto zkonstruovaného akumulátoru. Ovšem kdyby se podařilo zkombinovat oba popsané objevy tedy anodu z kovového vápníku a katodu z Berlinské modři nebo příbuzné látky, mohl by vzniknout velmi zajímavý a cenově bezonkurenční výsledek.

Hořčík

Naproti tomu u hořčíku se vracíme zpátky do lépe prostudované oblasti, ale ani v jeho případě to zatím nevypadá na brzký komerční triumf. Díky absenci nechtěného jevu tvorby dendritických krystalů známého třeba u lithia se lze vyhnout interkalační anodě a použít elektrodu z elementárního hořčíku, i když zde taktéž musí být zvolen vhodný elektrolyt k zabránění tvorbě pasivační vrstvy bránící obnově elektrody.

První část obrázku (a) ukazuje graf s napětím, kapacitou a energetickou hustotou hořčíkového článku pro různé katody.

První část obrázku (a) ukazuje graf s napětím, kapacitou a energetickou hustotou hořčíkového článku pro různé katody. Z grafu vyplývá, že katoda z elementárního jodu vyniká nad všemi ostatními. Druhá část obrázku (b) znázorňuje schéma článku hořčík-jod při vybíjení (ACC=aktivní uhlíková tkanina).
foto: CC-BY-4.0 DOI: 10.1038/ncomms14083

S tím si poradil tým společnosti Toyota formou progresivních pevných elektrolytů na bázi sloučenin boru. Jejich výtvory jsou nicméně odkázány na stěžejní limitující faktor katodu. Zatím nejlepší vyzkoušená katoda zvládající 2000 cyklů složená ze sloučeniny molybdenu a síry dokáže uchovat na dnešní poměry jen nedostatečných <126 wh/kg. Jiné materiály umí poskytnout kapacitu vyšší. Tuto vlastnost však vymění za horší životnost článku a kinetiku interkalační reakce.

Velmi zajímavou novinku přinesl na začátku tohoto roku časopis Nature Communications. Vědci z Marylandské univerzity místo toho, aby hledali nějaký nový třeba i exotický materiál interkalační elektrody, vytvořili jednoduchý článek s elektrodou podléhající přeměně.

Obsahoval hořčíkovou anodu a katodu z elementárního jodu, který byl napuštěn v uhlíkové tkanině, protože samotný jod není vodivý. Po 120 cyklech zůstala kapacita na 94,6 %. Bereme-li v úvahu, že pokus sloužil jen jako důkaz potvrzení správnosti konceptu, je výsledek nadějný.

Příjemně zní taktéž energetická hustota 406 wh/kg. Ovšem podle zvyku se hodnota vztahuje na čistou hmotnost elektrod. Po započtení elektrolytu, separátoru, uhlíkové tkaniny a obalu by snad skutečný produkt dosáhl na současné Li-ion akumulátory.

Za těchto okolností emoce nad jinak významným objevem chladnou. Navíc vhodnost tohoto jednoduchého a elegantního řešení kazí porovnání obsahu lithia (17 ppm) a jodu (0,46 ppm) v zemské kůře (ppm = mg/kg). Světové zásoby těžitelného jodu nedosahují ani těch lithia. Nadto jodu by bylo potřeba při stejných parametrech akumulátoru více než lithia. Což ukazuje, že úsilí najít vyhovující řešení naráží na nebývale tuhý odpor přírodních zákonitostí.

Závěr

Na závěr už zbývá zodpovědět otázku z nadpisu. Co nahradí lithium? Lithium adekvátně nenahradí nic. Přesněji. Alternativní elektrochemické zdroje jednou jistě budou realitou a budou dobré. Ale ty lithiové budou lepší, protože, vztaženo na hmotnost, lithium v redoxním systému Li/Li+ poskytne více energie než kterýkoli jiný byť multivalentní kov ve své odpovídající redoxní dvojici (viz. srovnání v tabulce).

Porovnání prvků ukazuje, že lithium předčí ostatní kovy v kapacitě a elektrodovému napětí vůči vodíkové elektrodě.

Porovnání prvků ukazuje, že lithium předčí ostatní kovy v kapacitě a elektrodovému napětí vůči vodíkové elektrodě.
foto: archiv autora

Naše rozumové dovednosti by bylo proto prospěšné zaměřit na trvale udržitelné hospodaření s lithiem. Zejména na zdokonalení metod jeho extrakce. Lithia se v našem okolí skrývá hodně. Jen ho potřebujeme umět nákladově efektivně zakoncentrovat.

Použitá literatura:

DOI: 10.1038/ncomms14083
DOI: 10.1021/acsami.6b07989
DOI: 10,1038 / nmat4462
DOI: 10,1021 / acs.chemmater.5b04027
DOI: 10.1002/anie.201310317
DOI: 10.1021/jacs.5b06809
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.02.044

vlastní
Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Recyklace - na hodně desetiletí zaručeně menšinový zdroj.
Překvapuje mě jak moc lidí si nedokáže spočítat základní věci, jako že recyklace nemůže poskytovat více než polovinu nutné suroviny dřívě než zhruba 20 let (dnes se počítá s 10lety v autě a pak 10 lety jako domovní baterie) po dosažení minimálně poloviny budoucí ustálené hromadné výroby.

Obrázek uživatele Magy

Tiez to vidim tak, ze poriadne doriesenie recyklacie cohokolvek je jedina cesta k tomu, ako moze tato civilizacia vydrzat so surovinami este dlhe starocia. Ved len nedavno ked som zo zvedavosti rozobral jednorazovu litiovu AA Energizer, toho litia tam bolo mrte. Mohol som ho zoskrabavat v hrubych vrstvach. Kolko takychto jednorazovych baterii skoncilo kdesi hlboko v skladkach, mozeme len hadat. Pocitam, ze na skladkach po celom svete su uz dnes zahrabane tisice ton litia a dalsich cennych kovov s podstatne lepsou vytaznostou, nez to tahat z nejakej rudy.

Nevím, co jste seškrabával, ale určitě to nebylo lithium. Toho je tam tak málo, že byste z něj sotva udělal kuličku velikosti špendlíkové hlavičky.

Obrázek uživatele Magy

to na gulicku velkosti spendlikovej hlavicky nevyzera...
https://youtu.be/ynJrU2sVedQ
skor by som povedal ze zopar gramov. hmm? ;)

A kde tam vidíte nějaké odseparované lithium? Já tam vidím akorát jednu hliníkovou fólii a pak druhou smotanou s vrstvičkou uhlíku (patrně anoda). Kromě toho, toto není li-ion akumulátor, ale primární 1.5V článek. Běžný "notebookový" 18650 li-ion článek obsahuje pouhých 0.6g lithia, to jsou oficiální data výrobce.

Obrázek uživatele Magy

Treba si pozriet aj ine videa, kde je vidiet, ze cela ta rolka je prakticky ciste litium (po vhodeni do vody kompletne zmizne, prip. po zapaleni zhori) - prave preto ju na tomto videu dava okamzite do mineralneho oleja, ako ochranu pred oxidaciou.
Napriklad tu https://www.youtube.com/watch?v=ySh9DgroUbs

Neviem o tom, ze by hlinik s vodou tak prudko reagoval. Ja niekde pisem o akumulatoroch? Pozrite si prosim este raz moj prispevok. Pisem o jednorazovych clankoch, ako je tento, ktorych su uz teraz na skladkach miliony. A obsahuju pomerne velke mnozstvo litia. Nikde nepisem o 18650.

Z těch videí toho není moc vidět. Podle mě je to je sběrná Al fólie s vrstvičkou lithia (zhruba stejná barva), což je to, co reaguje s vodou a po zapálení hoří, přičemž se Al roztaví. Že by anoda byla kompletně z lithia se mi moc nezdá i když netvrdím, že to nemůže být pravda. Co se týče konstrukce primárních AA článků dělám do včel.

Jinak myslel jsem, že se bavíme o akumulátorech do elektromobilů, což 1,5V AA články nejsou. A i z hlediska AA článků jde spíš o raritu.

Obrázek uživatele Magy

aj vo vode sa hlinik rozpusta? tam totiz nedokaze litium pri reakcii s vodou vyvinut taku teplotu, aby zhorelo alebo sa vyparilo bezo zbytku.
Nebavime sa len o akumulatoroch, clanok pojednava o nahrade litia v elekrochemickych clankoch vseobecne, nielen v akumulatoroch:
"Nicméně nesnáze se zásobami lze řešit recyklací vysloužilých baterií."
Bateriou rozumiem aj jednorazovy clanok, nielen nabijaci. Vy nie?
Jednorazove litiove clanky predstavuju stale pomerne velke percento spotreby litia a z pohladu zivotnosti clanku na mnozstvo pouziteho litia velmi neefektivne. Nie su to len AA alebo AAA clanky ale aj tie knoflikove, napr. CR2032 a podobne, jednorazove baterie do fotakov atd. A tych sa spotrebuje denne obrovske mnozstvo.

Mimochodom, prave v tom clanku 2032 je toho litia dost na zoskrabavanie:
https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_battery#/media/File:CR2032_disassembled.jpg

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Co nahradí lithium? A proč by ho mělo něco nahrazovat, když je vpoho a je ho na světě jakosraček :)))DD

kcc-hho.webnode.cz/ropa/lithium/

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Krušnohorský poklad. Největší evropské zásoby lithia lákají těžaře, projděte si přehled

zpravy.aktualne.cz/ekonomika/grafika-tezba-lithia/r~efaa8ef22c1511e783780025900fea04/

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Toto je kvalitně zpracovaný článek co uživateli něco dá!! Hybrid by se měl poučit že jen trapný štosy písmenek je HISTORIE :)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Elektromobil Tesla 85kWh obsahuje 50kg Lithia

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Na tu baterii je potřeba 50kg uhličitanu lithného. Takže čístého lithia je tam o dost méně.

Baterie tolik 100% neobsahuje, to by tam musely být nějaké lithiové ingoty ;) Je to cca desetina této hodnoty.

Nicméně validní otázka není ani tak, kolik je lithia v hotové baterii ale kolik je surového materiálu potřeba na její výrobu. A to bude určitě mnohem víc, ale určitě ne 10x.

Obrázek uživatele Jolinar

zdoj by nebyl? podle me kecate...
Elon a JB nekolikrat uvadeli ze Lithium tvori jen par %. CCA tedy 10-15kg.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Mimořádné suroviny v Tesla Model S (2016)

visualcapitalist.com/extraordinary-raw-materials-in-a-tesla-model-s/

Obrázek uživatele Jolinar

o litiu se tam nic moc nepise :(

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

nimráte se v nicotnostech ;))

Odhaduje se, že tam je asi 63 kg lithného v 70 kWh Tesla Model S baterie, které váží více než 1000 liber (~ 453 kg)

electrek.co/2016/11/01/breakdown-raw-materials-tesla-batteries-possible-bottleneck/

To je nesmysl. Jeden 18650 článek obsahuje 0,6-0,8 gramu lithia a u 100kWh verze je jich 8256, vychází mi 6.6Kg pokud budu počítat tu nejhorší variantu.

Obrázek uživatele Josef

Záleží na technologiích. Některé zdroje uvádí zhruba 1 kg lithia na 10 kWh.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Česku na Cínovci jde získat asi 7.000.000 tun lithiového karbonátu. Ročně by se mohlo následně zpracovávat asi 21.000 tun suroviny....

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

2017 cena Lithia jest $8.500 za tunu
7.000.000 * $10.000 = $70.000.000.000 * 25Kč = 1.750.000.000.000 Kč = 2.000 MILIARD Kč = 2 BILIJÓNY !!! SOUDRUZI ;)))))

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Víte někde jesi je Fond RSJ krále Janečka někde registrován na burze?? ;)))

rsj.com/investments/o-nas

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Geomet / European Metals má podepsané memorandum s výrobcem baterií HE3DA, který by lithium exkluzivně odebíral ;)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

V roce 2013 se spojili s australským investorem European Metal Holdings ...

google.com/finance?q=ASX%3AEMH

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Abermarle (USA) 32 %
SQM (Chile) 23 % = je na NYSE !!
google.com/finance?q=NYSE%3ASQM
Tiangi (Čína) 17 %
FMC (USA) = je na NYSE !!
google.com/finance?q=FMC

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

významná ložiska jsou i v Srbsku, kde se angažuje přední světový těžařský gigant Rio Tinto na NYSE ...

google.com/finance?q=RIO

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

rýchly google research vraví že:
- na svete je 13,5m ton Lithia (tipujem, že to je hrubý odhad na úrovni "koľko nám ostáva ropy")
- podľa Muska Lithium tvorí 2% hmotnosti baterky, čiže do mid-sized M3 baterky nech ide cca 10 kg?
- za predpokladu, že všetci budú používať podobný technologický postup, tak - bez recyklácie nám Lithium stačí na cca 1,3 miliardy aut (čiže tak na najbližších 15 rokov, keby boli od dnes všetky autá baterkové)

Otázka teda je (nepodarilo sa mi v rýchlosti vygoogliť)
- ako efektívne sa dajú recyklovať baterky? vieme z nich získať späť 50% lithia? alebo 80% či viac?
- A dajú sa recyklovať donekonečna? (recyklovaný plast sa myslím tiež musí primiešavať do "novo vyrobeného")

vopred ďakujem prípadným dobrovoľníkom za osvetlenie :-)

Obrázek uživatele Jolinar

nezapominejte na Li v morske vode:
0,18 mg/l
vody v morich: 1 360 000 000 km³

verimze kalkulacku mate a dal to zvladnete sam :-)

Obrázek uživatele Josef

Recyklace je údajně na 98 %, ale co tvoří ty 2 %, to nikdo neví. Recyklací se získávají surové materiály, takže ta nekonečnost tam asi bude. Na světě je mimochodem toho lithia mnohem víc než 13,5 mil. tun, akorát není ekonomicky výhodné je těžit. Nové zdroje z roku 2015 uvádějí, že je na světě 14 milionů tun těžitelného lithia. O jakém množství nevíme a využitelnosti třeba lithia z mořské vody, to lze jen spekulovat. Nicméně do toho těžitelného lithia nejsou třeba zahrnuty zásoby v Bolívii (6,5 milionu tun), jednoduše protože se netěží a takovým míst jsou mraky. Osobně bych odhadoval těžitelné zásoby lithia silně nad 30 miliony tun a možná i dvakrát tolik.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Lithia musí být z podstaty mnohem více než 30 milionů tun, otázka je kolik jej jde těžit a kolik jej bylo v protoplanetárním disku Země. Větší štěstí na něj mohly mít třeba měsíce Jupitera a Saturnu, které mají draslíková jádra. Taky je možné že je jej dost pod ledem Grónska či Antarktidy.

Obrázek uživatele Josef

Velká většina lithia ne Zemi údajně vznikla z rozpadu těžkých prvků, nikoliv jadernou fúzí, protože ta lithium povětšinou spálí.

zapomeli jste na jeden prvek. vodik ;) he he. ... jinak vyborny clanek. ocenuji.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

:))) dobrej vtip soudruhu jj :)))) ten si pust na dílnu do šáde ať se ti líp bouchaj konzervy ;)D

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Je nutné redakci poděkovat za takovýto článek, po těch všech z poslední doby je to příjemné zpestření, jen tak dál.

Co mne poněkud překvapilo jsou vlastnosti berlínské modři, kterou tedy asi spíše lidé znají jako modř Pruskou. Pokud by se podařilo udělat baterie z takovéto běžné látky, která je navíc netoxická a používaná v potravinářství, mohlo by to mít zajímavé důsledky, Zvlášť pokud by se takto třeba podařilo vytvořit i něco na způsob průtočné baterie.

Vlastnosti těchto komplexních látek jsou myslím z hlediska elektrochemie dost neprobádané. Například existuje jiné barvivo které vykazuje fotoefekt, dělají se pokusy jak z toho udělat levné solární články, výhodou by byla asi i vyšší ekologičnost, účinnost je ale menší než u křemíku. Uvidíme kolem roku 2020.

Jinak pro stacionární použití je myslím Lithium plýtvání, zejména tam kde počítáme že se budou rychle střídat nabíjení a vybíjení. Tam by myslím bylo lepší vsadit na staré dobré Edisonovy akumulátory, které by měly mít životnost až 50 let, ovšem jejich nízká kapacita asi 20Wh/kg, což při aplikaci jako stacionárních zase tak moc vadit asi nebude.

Otázka ale je, jestli to má smysl snažit se nahradit současnou spotřebu energie jen energií jinou, byť ekologickou, aniž by došlo k výraznějším úsporám na straně spotřeby. Ale to bez vylepšení třeba hromadné dopravy jen stěží zvládneme. A popravdě mimo koridory není železnice zajímavou alternativou k osobní silniční ani k nákladní, dopravě.

>A popravdě mimo koridory není železnice zajímavou alternativou
>k osobní silniční ani k nákladní, dopravě

Já si zase myslím, že v těžkém průmyslu má stále co nabídnout, tam kolikrát ani jiná alternativa není.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Ano, viděl jsem v panelárně nebo kde to ve Veselí, nebo kde to bylo, vlak, stejně tak se vlakem vozí cement na stavbu dálnic, ale není to zajímavé pro běžný průmysl zajímavé ani pro mezinárodní dopravu. Navíc koridory jsou na hraně kapacity.

V osobní je to ještě horší, náklad nějak snese těch 80km/h, ale lidem to přijde pomalé a navíc ani spoje nejsou vedeny třeba každou hodinu, to není dobře. Třeba z Brna do Veselí se dá dostat celkem špatně jak vlakem tak autem a nikdo s tím nic moc nedělá, ani letos ani příští rok zdá se neproběhne na trati potřebný upgrade. Pomalu se dělá magistrála přes Vysočinu, ale chtělo by to podstatně zrychlit jak výstavbu tak tu trať. Také by to chtělo aby na ni ČD zakoupily další naklápěcí soupravy a vedly tam alespoň IC, když ne EC, to že je tam obyčejný rychlík nestačí.Je tam velké hluché místo.

Popravdě mi přijde poněkud hloupé že Pendolína jezdí po relativně rovných tratích až na Slovensko a na naše klikaté tratě se nenasazují, přitom tam mohou přidat 10-30km/h proti standardnímu vlaku.

Obrázek uživatele Josef

Problém u starších technologií baterií je zpravidla účinnost. I u stacionárních baterií je třeba dosahovat alespoň 90% účinnosti, jinak vám ty baterie spíše škodí, než pomáhají... Samozřejmě energetická hustota je nepodstatná.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Myslím že pokud to má být akumulace na +- 10 hodin, tak samovybíjení a další nešvary moc vadit nebudou. Účinnost je samozřejmě důležitá, ale je otázka jak se to bude vyvíjet se změnami ceny baterií jednotlivých typů a s cenami OZE.

Samozřejmě, pokud by soupeřily stejně nákladné a kvalitní typy, vyhraje ten účinnější, ale pokud poptávka po EV vytáhne cenu i použitých baterií a zároveň konkurence bude levnější, je tu myslím možnost že i méně účinný typ může v oblasti energetiky získat širší uplatnění.

Obrázek uživatele Josef

Uvidíme. Spousta lidí má doma NiCd a nebo staré NiFe. A moc spokojení s tím nejsou, běžně se to snaží vyměnit.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

V solární(energetické) aplikaci, předpokládám myslíte.

Ono třeba s NiCd tužkovými články byl v novějších přístrojích problém, kdy se i plně nabitý článek jevil zařízení jako vybitý.

Uvidíme, elektronika kolem baterií se posunula, třeba to bude mít vliv.

Obrázek uživatele Josef

Ano, myslím. Samozřejmě nejde o tužkové články. Přesto je s tím problém, často i bezpečnostní, protože tyto články docela běžně plynují a vyvíjejí vodík. A ono dát něco takového do zavřené garáže... Efektivita bývá kolem 70 %, což je fakt mizérie a je to dost hrubé řešení.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Pořád je to srovnatelné s PVE.
Jasně Ni-Fe, Olovo, prostě bez větrání, alespoň nějakého nelze, to samozřejmě, pro domácí užití je to nevhodné řešení, po stránce účinnosti je to pak opravdu nevhodné. Ale pokud bychom se bavili o velké energetice, to by možná, při kombinaci se záchytem vodíku, mohlo být zajímavé.

Obrázek uživatele Josef

Možná. Podle mého nemají v průmyslové energetice baterie moc velké využití. Minimálně je to neekonomické a ztrácí to hlavní výhodu decentralizace a tedy přibývá nutnost budování nákladných silových vedení. Jestli se někdy dohrabeme k energetice 2.0, tak bude spíš založena na domácích bateriových jednotkách o velikosti kolem 20 kWh. Kdyby něco takového měla každá domácnost a navíc to bylo centrálně dálkově řízeno, mohli bychom skutečně masivně stavět FVE a VtE bez jakýchkoliv obav z výpadků a problémů a doplnit to třeba JE a stávající vodní kaskádou. Problém je hlavně v ceně (22 kWh baterii z bouraného i3 jsem nedávno viděl za 150 tisíc, lituji, že jsem to nevzal) a nedůvěře k životnosti (té se jako majitel EV tak nějak vůbec nebojím).

S tou energetikou 2.0 je přesně to co tu říkám už nějakou dobu.
"Chytrá" síť společně s domácími úložišti, plus Aku v elektromobilech dává obrovskou akumulační kapacitu pro použití s FVE a VE.
Škoda že lidí na místech co o tom rozhodují tohle nevidí a zkostnatěle udržují starý typ centrální energetiky.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Otázka co bereme za průmyslovou, ono třeba by se to hodilo už u větrných farem nebo velkých FVE, kde se bavíme o desítkách až stovkách MW (Největší FVE u nás má myslím 38MWp) Takováto zařízení pak nějaká extra výkonná vedení nepotřebují, stačí 110kV, kde jeden potah umí udělat něco kolem 100MW, spíše se to ale nastavuje na méně.

Podle mne bude z více důvodů energetika 2.0 založena spíše na elektrárnách pracujících do sítě 22kV a 110kV, než na elektrárnách na 3x400V, už jenom protože tyto elektrárny v řádu MW i s bateriemi vykazují o desítky € lepší cenu za MWh, než je tomu u elektráren domácích.

V USA dle fy. Lazard byly velké elektrárny s bateriemi na 92$/MWh (bez na 61$/MWh), domácí minimálně na 138$/MWh, končily ale až na 220$/MWh. U FVE na komerčních objektech to bylo 78-135$/MWh.

Samozřejmě že domácí FVE i baterie budou existovat, ale nemyslím že to bude rozhodující.

Podle mne budou v Energetice 2.0 hrát, už jen z povahy trhu a lidí, stále velkou roli centralizované systémy, které ale budou do jisté míry limitovány tím že se nedá postavit FVE 1000MWp, ne zde, a tím že moderní technologie přes rostoucí účinnost vykazují vážné technologické a materiálové nedostatky. Stačí se podívat na všechny nové uhelné superkritické a superultrakritické bloky. Problém s kotly a teplotně se asi blížíme limitům ocelí. Železo taje při cca 1500°C, nejsem ani vzdáleně materiálový inženýr, ale pochybuji že by se jim podařilo to výrazně zvednout přísadami (tak aby to bylo stále levné), už dneska jsou teploty páry na 600°C a mají jít přes 700. To není dobře, bude jen více a více problémů. Nehledě na to parní oběh není nejlepší co do účinnosti.

Myslím že se dojde právě kvůli tomu do situace že se budou muset společnosti přeorientovat na menší zdroje, třeba založené na spalovacích motorech a turbínách, které budou i z hlediska sítě rovnoměrněji rozprostřené a integrované právě do 110kV sítě.

Co se týká kaskád a případně nějaké té JE, nebyl bych tak optimistický. JE, která by dobře snášela změny výkonu třeba 10-100% během hodiny a to několikrát denně po dlouhé desítky let, asi není, otázka jestli kdy bude. Navíc jsou to zařízení, která právě ta silová dálková vedení potřebují, výkone se došlo už na 1.6GW/Blok a stále se nezdá že by se ekonomicky staly zajímavými pro soukromé investory bez státní podpory či záruky, jsou to nákladná a z více důvodů problematická zařízení.

Kaskády, pokud se do sítě dostane hodně OZE a pružných zdrojů, ztratí svůj význam, regulaci sítě. První to odnesou PVE, v Německu se tak už děje (vím že to jde jakoby kontra k bateriím, jenže ty tu jsou z požadavku na stabilizaci OZE, PVE jsou tu z jiného důvodu), pak by to mohly odnést velké hydroelektrárny a přehrady, tedy v momentě kdy budou vyžadovat velkou investici do rekonstrukce. V USA již k rušení některých vodních děl přikročili. Také by se po eliminaci uhlí a jádra mohl objevit tlak zelených na toto a zavedení alternativních protipovodňových opatření.

Trochu mě chybí úvaha o rozdílném použití akumulace. U EV je jasnè, že se hledá baterie s co nejmenší váhou a největší kapacitou. Pro domácí akumulaci z fotovoltaiky je zase nejdůležitější cena a ne váha a velikost.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

A co Grafenové superkondenzátory - cesta do budoucna článek na hybrydu 13 Prosinec 2016 využívá patentovaného materiálu založeného na grafenu

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Taky by mě zajímalo proč autor toto opomenul, když teoreticky je nejlepší varianta, pokud se potvrdí předpoklady.
Rychlé nabíjení, malá váha, prostě vše co nemají chemické...

Myslím že snad všechny současné technologie superkapacitorů využívají ke své funkci i elektrochemického principu.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Takže článek vypustil tedy se ze seznamu přímo "stejnou technologii" jenomm jinou "větev"? Proč?

On je problém složitější a nejlépe vás odkázat na odbornou literaturu. V každém případě to že je využito elektrochemického principu neznamená že technologie je podobná či dokonce stejná k lithiovým akumulátorům.

A není to třeba kvůli malé kapacitě proti stávajícím akumulátorům?

Moje kolobrnda má aku LiFePO4 s 117,1 Wh/kg a 152,4 Wh/litr objemu.
Superkondenzátor z tohoto článku má 41 Wh/kg a 19,5 Wh/litr.

Kolik mají aku dospělých aut nevím a jsem líný to hledat.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Super, tak jste mi popsal nevýhody lithiových vůči ostaním chemickým, tak že proč u chemických toto lze tolerovat se slovy "v budoucnu se to zlepší", ale u superkondenzátorů ne?

Pane Anonyme, opravdu to patřilo mně?
Já neporovnával "nevýhody lithiových vůči ostaním chemickým" ale pouze parametry mého aku s prvně na webu nalezeným superkondenzátorem.
Slova "v budoucnu se to zlepší" jsem vůbec nepoužil.
Já o koze, vy o voze?

Obrázek uživatele Josef

A je to také tím, že kondenzátory trpí samovybíjením podstatně více než běžné baterie. Nejsou konstruované na dlouhodobé udržování náboje.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Super, u jedněch chemický vápníkových píšou, že dodedávna je nešlo nai nabíjet, ale přesto si zaslouží být v článku, ale dle vás jeden neduh zhazuje celou technologii, aby se nezmínila, proč u kondenzátorů jiný metr?

P.S. Neshazuji článek, fakt je dobrej, jenom se ptám proč tam nebyla zmínka a u diskusníhc přispěvků, proč se jedné technologii neodpoustí nic a u ostatních "je to jenom něco co se možá zlepší, takže odpustíme"...

Obrázek uživatele Josef

Protože hádám, že hází jednu technologii (a všechny technologie uváděné v článku jsou v podstatě z jedné rodiny) do jednoho pytle. Možností jak vyrobit baterii je nesčetně. Článek si hádám nekladl nároky na to představit nám tu úplný výpis.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Snad už proboha dosáhneme stavu, že pokud budeme chtít nějakou novou hračku, nebudeme kvůli tomu smět hrabat v zemi. Prostě tu bude povinnost, nebo nutnost získat surovinu z recyklace. Dvojnásob by to mělo platit u těchto eko trendů.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Jak jsou na tom vanadove prutokove baterie?

Obrázek uživatele Josef

Přidávám, se, skutečně kvalitní článek. Díky za něj. Bylo by možné do budoucna zkusit přinést i přehled dalších alternativních technologií, které nejsou založené na iontové technologii? Pokud má přijít skutečný průlom, bude to podle mého názoru úplně odjinud.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

co je mi známo tak největší soupis alternativních technologií je zde od Achmeda Khammase
buch-der-synergie.de

Obrázek uživatele Josef

Ok, díky. Ajta, v němčině ;)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Výborný článok.

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Standardní nastavení volby "Zasílání upozornění na email" můžete nastavit na stránce svého profilu.
Kontrola proti nevyžádaným příspěvkům
Absolováním testu nám pomáháte bojovat proti SPAMu. Děkujeme.


EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanicKariéra EVC GroupŘízení stanic pro elektromobilyProdej pneu 100% onlineŘízení stanic pro elektromobilyNabíječky elektromobilů Circontrol