В рамках совместного научно-исследовательского проекта INNOBATT, возглавляемого германским Институтом интегрированных систем и технологий устройств Фраунгофера (IISB), был создан демонстрационный образец аккумуляторной системы на основе двухионных алюминий-графитовых аккумуляторов (AGDIB), что, как отмечается в заявлении, стало важной вехой в развитии технологии безлитиевых аккумуляторов. Демонстрационный образец подтверждает стабильность этой новой химической структуры не только в лабораторных условиях, но и в реальных условиях эксплуатации.
Перезаряжаемый алюминий-ионный аккумулятор — это экономичная, пожаробезопасная технология хранения энергии, использующая легкодоступные активные материалы — алюминий и графит. Благодаря использованию природного графита в качестве катодного материала, элементы AGDIB могут достигать плотности энергии 160 Вт⋅ч/кг и удельной мощности более 9 кВт/кг.
Алюминий-ионные аккумуляторы могут быстро заряжаться и разряжаться при высоких токах заряда, что обеспечивает быстрое реагирование.
По данным IISB, обратимая химия позволяет проводить более 10000 циклов при 100% глубине разряда (DoD) в лабораторных тестовых ячейках с практически 100% кулоновской эффективностью и энергоэффективностью выше 85%. Коррозионностойкие многослойные пакетные ячейки, разработанные для алюминий-ионных аккумуляторов, имеют ёмкость до 200 мА·ч, достигая более 1000 циклов для 4-слойных ячеек ёмкостью 200 мА·ч при 6°C и более 7000 циклов для однослойных ячеек ёмкостью 30 мА·ч при 30°C.
Благодаря таким возможностям алюминий-ионные аккумуляторы демонстрируют большой потенциал для стационарных и гибридных мобильных приложений, особенно в качестве систем бесперебойного питания и высокопроизводительных накопителей для динамической стабилизации сети, где частые микроциклы с низким энергопотреблением требуют высокой мощности, а не высокой плотности энергии.
В рамках проекта INNOBATT «впервые в истории» был создан полноценный демонстрационный образец аккумуляторной системы AGDIB. Разработка была сосредоточена на всей цепочке создания стоимости: экологически чистая химия безлитиевых элементов, интеграция беспроводной системы управления аккумуляторами (BMS), двунаправленное квантовое измерение тока и возможность переработки.
В отличие от многих традиционных аккумуляторных систем, AGDIB поддерживает очень высокие токи заряда и разряда, что делает её подходящей для таких применений, как обеспечение «виртуальной» инерции для энергосистемы.
Возможность вторичной переработки была одним из основных требований на протяжении всей разработки. Материалы ячеек можно разделять физически без использования токсичных химикатов, что обеспечивает замкнутый цикл оборота материалов. Конструкция модуля соответствует стратегии проектирования с учётом вторичной переработки, превосходя действующие нормативные требования ЕС к эффективности переработки батарей.
Говорить о промышленном применении алюминий-ионных аккумуляторов пока рано. Создан «полноценный» демонстрационный образец с впечатляющими характеристиками. Можно лишь отметить, что современные научные исследования позволяют с оптимизмом смотреть на будущее аккумуляторных технологий и систем накопления энергии.
Читайте также: О перспективах натрий-ионных аккумуляторов.
Читайте нас в Telegram!