Menu
e-shop
TPPO se produkuje jako odpadní látka při výrobě různých produktů včetně vitamínových tablet. Dosud byl považován za bezcenný a spíše představoval ekologický problém a náklad na likvidaci. Nově objevený proces umožňuje využít TPPO jako organický elektrolyt umožňující chemickou reakci, která přechovává energii pumpováním zpět mezi elektrolyty. Na rozdíl od tradičních lithium-iontových baterií, které ukládají energii v elektrodách, redoxní flow baterie operují s elektrolyty a jsou vhodnější pro skladování energie v rozsahu elektrických sítí.
Redoxní flow baterie s TPPO nemají takovou energetickou hustotu jako lithium-iontové baterie, a proto se nehodí pro použití v automobilech či chytrých telefonech. Mají však významnou výhodu v oblasti velkokapacitního skladování energie, například z větrných či solárních elektráren, kde pomáhají vyrovnávat proměnlivost dodávek energie a stabilizovat síť. Emily Mahoney, doktorandka a první autorka studie, uvedla, že výsledný materiál vykazuje nejen vysokou energetickou hustotu srovnatelnou s metalovými konkurenty, ale současně vysokou stabilitu – a to jsou parametry těžko dosažitelné současně.
Výzkumné aktivity v oblasti redoxních flow baterií nejsou omezeny pouze na USA. Například evropské projekty jako HIGREEW podpořené evropskými fondy se zabývají vývojem nízkonákladových a ekologicky šetrných redoxních průtokových baterií s organickými elektrolyty na vodné bázi. Tento čtyřletý projekt usiluje o maximální životnost, vysokou účinnost a nízké náklady bateriových systémů. Česká společnost Pinflow ve spolupráci s madridskou univerzitou se zaměřuje na vývoj organických redoxních akumulátorů bez těžkých kovů, čímž reaguje na nízkou dostupnost a toxicitu tradičních materiálů jako je vanad.
Redoxní flow baterie jsou již využívány v některých větších energetických projektech. Například Čína nedávno spustila svou největší redoxní flow baterii s kapacitou 100 MW/400 MWh, což pomáhá stabilizovat elektrickou síť při integraraci obnovitelných zdrojů. Tyto baterie jsou standardně postaveny na bázi vanadu, který je sice efektivní, ale drahý a relativně toxický, což podporuje nutnost rozvoje organických alternativ.
Jednou z největších výhod redoxních flow baterií je jejich bezpečnost. Většina z nich obsahuje až 80 % vody, což zajišťuje prakticky nehořlavý a nevýbušný systém. Dlouhá životnost baterií, často přesahující 20 až 25 let, minimální degradace během provozu a nízké náklady na údržbu je činí atraktivními pro dlouhodobé investice do energetické infrastruktury. Navíc absence nebezpečných kovů přináší výrazné environmentální benefity oproti lithium-iontovým bateriím.
S rostoucí poptávkou po bateriích roste i potřeba vzácných kovů, jako jsou lithium či kobalt, jejichž těžba je náročná, environmentálně škodlivá a omezená zdroji. Přechod k organickým materiálům vyrobeným z průmyslového odpadu nabízí úsporu těchto zdrojů a snižuje ekologickou stopu výroby baterií. Tento přístup tak přispívá ke globálním snahám o udržitelnější energetiku a snížení závislosti na těžbě surovin.
Evropská unie rovněž přijímá opatření, která směřují k udržitelné výrobě a recyklaci baterií včetně nových pravidel na zvýšení využití druhotných surovin. EU klade důraz na zajištění soběstačnosti a ekologičnosti v celém životním cyklu baterií, což podporuje rozvoj inovativních technologií podobných těm, které zpracovávají průmyslový odpad na nové energetické materiály. Například nová pravidla EU stanovují cíl sběru až 73% přenosných baterií do roku 2030 a vysoké recyklační účinnosti u různých typů baterií. Tyto kroky směřují k oběhovému hospodářství a minimalizaci environmentálních dopadů bateriového průmyslu.
Redoxní průtokové baterie (RFB) fungují na principu elektrochemických reakcí probíhajících v tekutých elektrolytech uložených v oddělených nádržích — jeden obsahuje kladně nabité ionty (katolyt) a druhý záporně nabité ionty (anolyt). Při výrobě elektřiny jsou elektrolyty pumpovány přes elektrochemickou membránu, která umožňuje výměnu iontů, a přitom brání jejich smíchání. Elektrody baterie zůstávají během procesu nezměněné, takže dostupná energie závisí na objemu elektrolytů, což umožňuje snadné škálování kapacity baterie zvětšením nádrží.
Tato konstrukce přináší vysokou flexibilitu — výkon baterie lze nastavit podle velikosti článků a kapacita podle velikosti nádrží. RFB jsou tak ideální pro průmyslové a síťové aplikace, kde je požadováno dlouhodobé skladování energie s minimální degradací. Výhodou je i rychlé „dobití“ výměnou nebo doplněním elektrolytů, což výrazně zkracuje dobu obnovy oproti klasickým bateriím.
Oproti lithiovým bateriím jsou průtokové baterie bezpečnější – díky vodnímu elektrolytu obsahujícímu až 80% vody nehrozí riziko požáru či exploze. Životnost těchto baterií dosahuje až 20 000 cyklů a degradace kapacity je minimální i při úplném vybití. RFB lze rovněž z velké části recyklovat a jejich provoz není zatížen tak toxickými látkami jako tradiční baterie, což výrazně zlepšuje jejich environmentální profil.
Nové směry vývoje se zaměřují na ekologičtější elektrolyty, například polymerové látky rozpustné ve vodě, které zlepšují provozní parametry i teplotní odolnost baterie, a na eliminaci toxických kovů, například nahrazováním vanadu novými organickými sloučeninami. Vývoj pokračuje také na snižování nákladů a zvyšování hustoty energie, aby se RFB mohly stát konkurenceschopnou technologií i pro širší tržní segmenty.
Tyto vlastnosti dělají z redoxních průtokových baterií stále atraktivnější volbu v energetickém průmyslu, zejména v souvislosti s rostoucí integrací obnovitelných zdrojů a potřebou spolehlivého, bezpečného a modulárního skladování energie.*
-red-
