توسط : برای اولین بار، سیستم کامل باتری آلومینیوم-گرافیت-یون ساخته و آزمایش شده است. این دستاورد نشان میدهد باتریهای بدون لیتیوم نیز با پایداری، پاسخدهی سریع و قابلیت بازیافت میتوانند جایگزین امیدوارکنندهای برای نسل بعدی ذخیرهسازی انرژی باشند.
در یک گام مهم برای فناوری باتریهای بدون لیتیوم، پروژه تحقیق و توسعه مشترک INNOBATT به رهبری مؤسسه Fraunhofer برای سیستمها و فناوری دستگاههای یکپارچه (IISB)، نمونهای آزمایشی از سامانه باتری مبتنی بر باتریهای آلومینیوم-گرافیت (aluminum-graphite-dual-ion :AGDIB) را تکمیل کرد.
باتری قابل شارژ آلومینیوم یون یک فناوری ذخیرهسازی انرژی اقتصادی و غیرقابل اشتعال است که از مواد فعال در دسترس، یعنی آلومینیوم و گرافیت ساخته شده. با استفاده از گرافیت طبیعی بهعنوان ماده کاتد، سلولهای AGDIB میتوانند چگالی انرژی ۱۶۰ واتساعت بر کیلوگرم و چگالی توان بیش از ۹ کیلووات بر کیلوگرم را فراهم کنند.
بهعنوان یک سامانه ذخیره پرتوان، این باتریها قادر به شارژ و دشارژ سریع با نرخهای C بالا (ضریب جریان تخلیه باتری) هستند و امکان استفاده در سیستمهایی با پاسخدهی سریع را فراهم میکنند. به گفته Fraunhofer IISB، شیمی قابل برگشت این باتریها امکان بیش از ۱۰ هزار چرخه شارژ و دشارژ با عمق دشارژ ۱۰۰ درصد را با کارایی کولومبی نزدیک به ۱۰۰ درصد و کارایی انرژی بیش از ۸۵ درصد در سلولهای آزمایشگاهی فراهم میکند.
سلولهای کیسهای چندلایه مقاوم در برابر خوردگی که برای باتریهای آلومینیوم-یون توسعه یافتهاند، دارای ظرفیتهایی تا ۲۰۰ میلیآمپر ساعت هستند و در آزمایشها بیش از ۱۰۰۰ چرخه برای سلولهای ۴ لایه ۲۰۰ میلیآمپر ساعتی با نرخ ۶C و بیش از ۷۰۰۰ چرخه برای سلولهای تکلایه ۳۰ میلیآمپر ساعتی با نرخ ۳۰C را ثبت کردهاند.
با چنین قابلیتهایی، باتریهای آلومینیوم-یون پتانسیل بالایی برای استفاده در کاربردهای ثابت و هیبریدی شارژ دارند؛ بهویژه در سیستمهای ذخیره انرژی USP و دستگاههای ذخیره پرتوان که چرخههای مکرر کمانرژی نیازمند توان بالا بهجای چگالی انرژی زیاد هستند.
تاکنون بسیاری از فناوریهای جدید باتریهای فاقد لیتیوم هنوز در سطح آزمایشگاهی باقی ماندهاند، اما در پروژه INNOBATT، پس از مقیاسبندی فناوری AGDIB به سلولهای کوچک کیسهای، اکنون یک نمونه نمایشی کامل ساخته است. این دستاورد بر شیمی سلولی پایدار بدون لیتیوم، یکپارچهسازی سیستم مدیریت باتری بیسیم (BMS)، حسگر جریان دوطرفه مبتنی بر کوانتوم و قابلیت بازیافت متمرکز بوده است.
برخلاف بسیاری از سیستمهای باتری متداول، AGDIB امکان نرخهای بسیار بالا در شارژ و دشارژ را فراهم میکند و آن را برای کاربردهایی مانند تأمین اینرسی مجازی برای شبکه برق مناسب میسازد.
قابلیت بازیافت یکی از محورهای اصلی توسعه این باتری بوده است. مواد این باتری را میتوان بهصورت فیزیکی و بدون استفاده از مواد شیمیایی سمی جداسازی کرد.
۱۰ فناوری پیشرفته که آینده ذخیرهسازی انرژی را دگرگون میکنند
