Recyklace Průtokových Baterií: Cesta k Udržitelné Energetice

Baterie jsou malé, ale užitečné zdroje energie, které pohánějí naše zařízení. Pokud je ale správně nezlikvidujeme, mohou škodit životnímu prostředí i lidem. Obsahují totiž směs škodlivin, jako jsou kyseliny, alkalické látky či těžké kovy a elektrolyty, které mohou představovat vážné riziko, pokud se dostanou na skládky. Jediným správným řešením je tak šetrná a ekologická recyklace všech použitých baterií a akumulátorů.

Recyklace baterií není jen otázkou ekologie, ale má i ekonomické hledisko. Materiály získané ze starých baterií lze totiž použít při výrobě nových. Tím se snižuje spotřeba surovin a šetří se přírodní zdroje, a tedy i celková uhlíková stopa spojená s výrobou baterií. Pro průmyslová odvětví, která jsou na bateriích silně závislá, to znamená nejen ekologičtější provozní proces, ale i úsporu nákladů. Právě recyklace baterií a akumulátorů je perfektní ukázkou efektivní cirkulární ekonomiky.

Zajímá vás, jak se podílet na šetrné likvidaci baterií? Začněte tím, že zjistíte, kde se ve vašem okolí nacházejí místa zpětného odběru baterií, protože ty rozhodně nepatří do běžného koše s komunálním odpadem. Zakládáme si na správném chování k životnímu prostředí, proto Vám přinášíme informace o možnosti bezplatně odevzdat k recyklaci vysloužilá elektrozařízení, baterie a akumulátory.

Nejpříznivější způsob nakládání s odpadními bateriemi z hlediska ochrany našeho životního prostředí a zdraví člověka je recyklace. Aby mohla být odpadní baterie zrecyklována, musíte ji odevzdat na tzv. místě zpětného odběru či místě odděleného sběru. Na každé baterii nebo akumulátoru byste měli najít označení přeškrtnutá popelnice), které připomíná, že baterie nepatří do směsného odpadu, ale že musí být odevzdána na místa k tomu určená.

Vzestup Solární Energie a Skladování Energie

Vzestup solární energie jako základního kamene udržitelné výroby energie podtrhl význam efektivních řešení skladování energie. Baterie jsou v současnosti nejrozšířenějším řešením pro ukládání solární energie. Ukládají přebytečnou elektřinu vyrobenou během dne pro použití v noci nebo v obdobích oblačnosti.

Čtěte také: Problémy recyklace lithia

Zatímco baterie zůstávají základním kamenem současných systémů, nové technologie a inovace jsou příslibem do budoucna. Jednou z největších výzev 21. století je přechod na klimaticky neutrální zdroje energie. Hraje zde klíčovou roli spolehlivé skladování energie, protože při výrobních a zátěžových špičkách v elektrické síti je nutnost flexibilních systémů skladování, využitelných pro širokou škálu použití.

Alternativy pro Skladování Energie

• Olověné baterie: Ačkoli jsou olověné akumulátory levnější, mají kratší životnost a nižší účinnost ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi.
• Flow baterie: Tyto baterie si získávají pozornost pro svou škálovatelnost a odolnost.
• Skladování tepelné energie: Tato metoda zahrnuje ukládání solární energie jako tepla, které lze později přeměnit zpět na elektřinu nebo přímo použít.
• Skladování vodíku: Použití solární elektřiny k rozdělení vody na vodík a kyslík prostřednictvím elektrolýzy poskytuje čistý způsob ukládání energie.
• Skladování energie stlačením vzduchu (CAES): Přebytečná elektřina se používá ke stlačování vzduchu, který se ukládá v podzemních úschovnách.

Průtokové Baterie (Redox Flow Batteries - RFB)

Redoxové průtokové baterie (RFB) jsou jednou z nejčastěji zmiňovaných alternativ k dosud dominantním lithium-iontovým bateriím. V podstatě se RFB skládají ze dvou nádrží, které jsou naplněné elektrolytem proudícím elektrochemickým článkem. K rozhodujícím procesům dochází u RFB v elektrolytu, který je rozdělen do dvou velkých nádrží Každá nádrž má svoje čerpadlo a vhání elektrolyty do regeneračního palivového článku, kde přes iontoměničovou membránu probíhá chemická reakce. Průtokové baterie mají negativní a pozitivní elektrolyt. V současnosti nejrozšířenějším typem průtokových baterií jsou tzv. vanadové-redoxní baterie.

Vědci z Northwestern University v USA nedávno vyvinuli proces, který umožňuje přeměnit dosud nevyužitý průmyslový odpad, konkrétně molekulu triphenylfosfinoxid (TPPO). TPPO se produkuje jako odpadní látka při výrobě různých produktů včetně vitamínových tablet. Až do současnosti byl TPPO považován za bezcenný a spíše představoval ekologický problém a náklad na likvidaci. Nově objevený proces využití TPPO jako organického elektrolytu podporuje vznik chemické reakce, která přechovává energii pumpováním zpět mezi elektrolyty.

Podle Emily Mahoney, výzkumnice z Northwestern Univerzity, nově vyvinutý materiál TPPO vykazuje nejen vysokou energetickou hustotu srovnatelnou s kovovými konkurenty, ale současně nabízí vysokou stabilitu. Hlavní výhodou technologie RFB je jejich životnost odhadovaná až na 15 000 až 20 000 cyklů, a také zanedbatelná degradace v čase, případné vybíjení baterie do 0 % nemá na její vlastnosti žádný vliv.

Pro investory nezanedbatelnou výhodou představuje bezpečnost. Díky použití elektrolytů na redoxové či TPPO bázi se jedná o nehořlavé a bezpečné řešení na rozdíl od systémů na bázi lithia, takže ani při extrémním zatížení či zkratu baterie nehrozí exploze. RFB jsou tak ideální pro průmyslové a síťové aplikace, kde je požadováno dlouhodobé skladování energie s minimální degradací.

Čtěte také: Problémy s lithiovými bateriemi

Již několik let jsou RFB využívány v některých větších energetických projektech. Největší RFB se nachází v Číně o výkonu a kapacitě 100 MW/400 MWh, což pomáhá stabilizovat elektrickou síť při integraci obnovitelných zdrojů.

Z environmentálního hlediska je cenné, že po skončení činnosti se průtoková baterie snáze recykluje. V podstatě 100 % aktivního materiálu lze přepracovat a vpustit znovu do oběhu.

Projekt SMHYLES

Jedním z důležitých směrů výzkumu je řešení zařízení pro skladování energie, které probíhá v rámci Centra polymerních systémů (CPS) Univerzitního institutu. Kombinují se v nich dvě technologie skladování i jejich výhody: dlouhodobá kapacita a vysoká hustota.

Projekt SMHYLES, jehož koordinátorem je italská výzkumná instituce Fondazione Bruno Kessler, je financován Evropskou unií v rámci programu Horizon Europe částkou přibližně 6 milionů eur po období čtyř let počínaje lednem 2024. Každá technologie skladování má technické a ekonomické vlastnosti, které jsou ideální pro konkrétní použití.

V systému SMHYLES dojde ke kombinaci superkapacitoru na bázi vody a redoxní průtokové baterie nebo solné baterie. Nové hybridní systémy skladování vyvinuté v rámci projektu SMHYLES by měly být schopny uchovávat energii po středně dlouhou až dlouhou dobu a uvolňovat ji velmi rychle. Zároveň se tím sníží spotřeba kritických surovin, jejich použití bude bezpečné (protože nejsou snadno hořlavé), budou ekonomické a recyklovatelné.

Čtěte také: Nebezpečný odpad v šuplíku: Baterie

Činnosti v rámci projektu SMHYLES zahrnují i vývoj, konstrukci, uvedení do provozu a demonstraci vodního hybridního systému skladování energie a hybridního systému skladování energie na bázi soli, jakož i prodloužení doby skladování stávajícího hybridního systému.

Projekt byl zahájen v lednu 2024 a potrvá do prosince 2027. Projekt koordinuje italská výzkumná instituce Fondazione Bruno Kessler, konkrétně její Centrum pro udržitelnou energii, a je realizován ve spolupráci s 15 dalšími partnery z Německa, Itálie, Portugalska, Švýcarska, Španělska, České republiky a Tuniska.

tags: #prutokove #baterie #recyklace

Oblíbené příspěvky:

• Pomůcky pro sběr
• Zábavné aktivity s kartičkami v přírodě
• Co je sociální ekologie?
• Učitelka a její dítě na škole v přírodě
• Prolomení limitů klimatických cílů