Kun Róbert (szerk.)

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Fejezetek a villamosenergia-rendszerek, az elektrokémiai és további energiatárolási technológiák témaköréből


3.2. Elektrokémiai energiatárolók

Az elektrokémiai tárolókban a villamos energia kémiai energiává alakul, azaz egy anyagot egy olyan másik anyaggá alakítunk, amiből visszanyerhető lesz az energia. Ennél a technológiánál kompakt berendezéseket alkalmaznak, a bemenő és kimenő energia villamos energia, általában minden átalakító (villamos energiát kémiai energiává átalakító, illetve azt visszaalakító) egység a tárolón (akkumulátoron) belül van. A később ismertetendő kémiai tárolóktól leginkább az különbözteti meg, hogy a hasznosított kémiai reakciók egy speciális csoportba, az elektrokémiai reakciók csoportjába tartoznak. Ezeknek a tárolóknak egyik jellemzője a kompaktság, általában minden részük egy „dobozban” van.
Hagyományosan nem tartozik ebbe a csoportba a hidrogénes tárolás, pedig abban az esetben is elektrokémiai reakciókkal dolgoznak. Ugyan a hidrogénes tárolók általában nem olyan kompaktak, mint a legtöbb akkumulátor, de így is nehezen indokolható, hogy például egy vanádiumredox-akkumulátor mennyivel „akkumulátorabb”, mint egy konténerbe pakolt hidrogénes tároló.
Nagyon röviden szeretnénk megemlíteni, hogy az akkumulátorok legtöbb típusánál szilárd elektródák és folyékony elektrolit van; az elektrolit néha géles állapotú. Ebbe a kategóriába tartoznak a hagyományos ólmos-savas akkumulátorok, de a Li-ion-akkumulátorok is. Van olyan típus, ahol az elektródák folyékonyak (olvadékok) és az elektrolit szilárd, ilyen például a nátrium–kén (Na–S) akkumulátor. Ezek a típusok magas hőmérsékleten üzemelnek (mivel az elektródákat meg kell olvasztani), így a kisebb hőveszteség (jobb felület/térfogat arány) miatt nagy méretűek. Például az NGK cég Na–S akkumulátorai konténerméretűek, 1,2 MWh tárolókapacitással és 200 kW maximális töltési/kisütési teljesítménnyel. A fűtéshez (kb. 30 kW) működés közben elegendő a disszipációs hő, de ha terheletlen állapotban tárolunk, akkor a rendszert fűteni kell, így viszonylag hamar feléli a teljes tárolt hőt. Végezetül megemlítenénk még a redox flow (áramlási) akkumulátorokat. Itt töltéskor/kisütéskor egy ion átalakul egy másikká (pl. a vanádium egyik ionja egy másikká). A két iont tartalmazó vizes oldat külön tartályokban tárolható, amik feltöltéskor/kisütéskor egy külön egységen keresztül csatlakoznak. Ebben az egységben játszódik le a kémiai reakció. Az egység egy nem nulla önfogyasztású szivattyút is tartalmaz, ez gondoskodik az anyag áramoltatásáról. Ha a rendszerben nincs áramlás, gyakorlatilag nincs önkisülés, a két vanádiumsó évekig-évtizedekig megmarad a tartályokban, megtartva a betáplált energiát. Készenléti módban a külső egység membránján keresztül érintkezik a két anyag, jelentősebb önkisülésre lehet számítani.
Összefoglalva: az akkumulátorok kompaktak, könnyen telepíthetők és kezelhetők, ezért kedvelik őket. Van köztük teljesítmény és energia jellegű is.
Mélyebben nem kívánunk itt foglalkozni az elektrokémiai energiatárolókkal, mivel más fejezetekben többször is lesz szó az akkumulátorokról, emellett az érdeklődők más forrásokat is találhatnak [8].
 

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 126 9

A kötet átfogó, horizontális tematikával vezeti be az olvasót az akkumulátor értéklánc teljes spektrumába: bemutatja a villamosenergia-piac működését, a telepített energiatárolási megoldásokat, az akkumulátorok járműipari alkalmazása terén az alternatív hajtásláncok felépítését és kulcskomponenseit, valamint részletesen tárgyalja a Li-ion akkumulátorok felépítését, működését, gyártástechnológiáját és a legfrissebb fejlesztési irányokat. Áttekintést nyújt továbbá az akkumulátorok biztonságtechnikájáról, diagnosztikai eljárásairól és az újrahasznosítás legfontosabb szempontjairól. Az olvasó átfogó képet kaphat az elektrokémiai energiatárolás technológiai hátteréről, a mobilitási és telepített tárolási megoldások térnyeréséről, az akkumulátoripar hazai és globális fejlődési irányairól, valamint az ezekhez kapcsolódó lehetőségekről, kihívásokról és szabályozási kérdésekről. A kötet az akkumulátorgyártás alaplépéseitől a jármű- és energiarendszer-integrációig, a töltőinfrastruktúrától a biztonságtechnikai, gazdasági és jogi aspektusokig számos kapcsolódó területet is tárgyal. Hasznos olvasmány lehet gépész-, villamos- és vegyipari mérnökök, mechatronikai és gazdasági szakemberek, autóipari és energiaipari szereplők, valamint a közszféra és az oktatás területén dolgozók számára – de mindazoknak is, akik naprakész, rendszerszintű tudást keresnek az energiatárolás és az elektromobilitás dinamikusan fejlődő világában. A kötet elkészítését a Magyar Akkumulátor Szövetség támogatta.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kun-energiatarolasi-es-akkumulatoripari-alapismeretek//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave