Badaczka z Gdańska chce usprawnić baterie i wydłużyć ich cykl życia

– Coraz więcej mówi się o tym, że musimy się przestawiać na odnawialne źródła energii – jednak wiemy też, że źródła te są niestabilne, zależą od pogody – zwraca uwagę w rozmowie z PAP dr Wilamowska-Zawłocka.

– Tymczasem energię musimy dostarczać wtedy, kiedy jest potrzebna – a nie wtedy, kiedy akurat wieje wiatr czy świeci słońce. Więc do efektywnego użycia energii ze źródeł odnawialnych potrzebne są magazyny energii, które będą ją gromadzić w szybki i efektywny sposób – dodaje badaczka.

Baterie z mocą superkondensatorów

Środkiem ku temu mają być tzw. urządzenia hybrydowe, które planuje stworzyć gdańska badaczka dzięki środkom z grantu otrzymanego w ramach konkursu POWROTY Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Urządzenie hybrydowe ma połączyć w sobie właściwości dwóch typów urządzeń używanych aktualnie do magazynowania energii: baterii oraz superkondensatorów.

– Dobra analogia działania baterii to w tym przypadku maraton: działają długo, mają dużo energii, ale uwalniają ją powoli, przez długi czas – opowiada dr Wilamowska-Zawłocka. – Superkondensator to natomiast bieg na 100 metrów: bardzo duża prędkość w bardzo krótkim czasie, co oznacza dużą moc urządzenia, lecz małą ilość energii – wyjaśnia.

W projektowanym urządzeniu hybrydowym badaczka planuje połączyć elektrody pochodzące z baterii oraz z superkondensatorów. – Dzięki temu uzyskam urządzenie o większej gęstości energii niż w superkondensatorach, a jednocześnie o większej mocy niż w przypadku baterii – podkreśla.

Wydłużyć cykl życia

Największym problemem dla naukowców, jak tłumaczy dr Wilamowska-Zawłocka, jest utrzymanie stabilności materiałów podczas całego cyklu ich życia – czyli przy wielokrotnym ładowaniu i rozładowywaniu.

– Chodzi o to, żeby baterie jak najdłużej zachowywały jak największą ilość energii. Idealnie by było, gdyby udało nam się osiągnąć spadek energii nie większy niż 10-20 proc. po 500 czy 1000 cyklach ładowania i rozładowywania – mówi badaczka.

– Baterie charakteryzują się tym, że ich cykl życia jest dosyć krótki – dodaje. Z kolei w superkondensatorach nie zachodzi typowa reakcja chemiczna: ładunek gromadzony jest tylko poprzez proces fizyczny zachodzący na powierzchni materiału. Dzięki temu cykl życia superkondensatorów jest dużo dłuższy – proces ładowania można powtarzać wiele tysięcy razy. Niestety, ceną za to jest brak możliwości zgromadzenia dużej ilości energii.

– Ja natomiast chcę uzyskać materiały elektrodowe, w których ta reakcja będzie zachodzić, ale równocześnie będzie odwracalna przez wiele cykli ładowania i rozładowania – podsumowuje badaczka.

Źródło: PAP Nauka w Polsce