Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Naukowcy z UJ rewolucjonizują produkcję akumulatorów. Będą bardziej ekologiczne i bezpieczne
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Nieprzewidywalność to jeden z problemów trapiących odnawialne źródła energii. Wiatraki i instalacje fotowoltaiczne czasami wytwarzają tak dużo energii, że są problemy z jej odbiorem, innym zaś razem, gdy energia by się przydała, one akurat nie pracują. Problem rozwiązałyby magazyny energii. Jak wynika z analiz magazyny takie musiałyby kosztować nie więcej niż 20 USD za kilowatogodzinę pojemności, by można było zasilać duże obszary wyłącznie energią słoneczną i wiatrową. Obecnie 100-megawatowy magazyn litowo-jonowy kosztuje 405 USD za kilowatogodzinę. Wkrótce ma się to zmienić.
Donald Sadoway to chemik materiałowy i emerytowany profesor MIT. Jest znanym ekspert w dziedzinie akumulatorów i ekstrakcji metali z rud, autorem wielu ważnych prac na tych polach. W 2010 roku stał się współzałożycielem firmy Ambri, która pracuje nad akumulatorem z ciekłego metalu. Firma informuje, że, w zależności od rodzaju instalacji, już obecnie jej akumulatory kosztują 180–250 USD za kilowatogodzinę pojemności. Do roku 2030 kwota ta ma spaść do 21 USD/kWh. Teraz przyszedł czas na zweryfikowanie tych zapewnień.
Ambri we współpracy z dostawcą energii Xcel Energy rozpocznie w 2024 roku budowę 300-kilowatowego systemu. Ma on zostać uruchomiony do końca przyszłego roku. Będzie to pierwsza instalacja Ambri na skalę przemysłową.
Profesor Sadoway wyjaśnia, że niższa cena akumulatorów z płynnym metalem wynika z wykorzystania prostszych materiałów, prostszej zasady działania oraz mniej skomplikowanego projektu. Ponadto takie akumulatory są znacznie bardziej trwałe od litowo-jonowych. Koncepcja akumulatora na ciekłych metalach czyni zeń świetne rozwiązanie dla zastosowań stacjonarnych. Akumulator jest niepalny i jest odporny na spadek wydajności. Mamy dane z tysięcy cykli ładowania/rozładowywania. Wynika z nich, że akumulatory te po 20 latach pracy powinny zachować 95% oryginalnej pojemności, stwierdza uczony.
Urządzenia firmy Ambri wykorzystują trzy ciekłe warstwy, oddzielone dzięki temu, że mają różną gęstość. Najgęstsza z nich to katoda z ciekłego antymonu. Znajduje się ona na samym dole. Na samej górze zaś jest anoda z mieszaniny wapnia. Warstwy te rozdzielone są elektrolitem z soli chlorku wapnia. Podczas rozładowywania anoda uwalnia jony wapnia, które przemieszczają się przez elektrolit do katody, tworząc tam mieszaninę wapniowo-antymonową. Podczas ładowania zachodzi proces odwrotny. Nie ma membrany, nie ma separatora. Wszystkie te elementy zapewniają prostotę budowy i odporność, cieszy się Sadoway.
Jeszcze 10 lat temu specjaliści z Ambri eksperymentowali z litem i magnezem w anodzie. Ze względu na koszty zdecydowali się na wapń. To jednak spowodowało, że prace nad akumulatorami znacznie się wydłużyły. Wszystkie te wspaniałe rzeczy, które dotychczas opracowaliśmy na potrzeby akumulatorów litowo-jonowych okazały się w tym przypadku nieprzydatne. Zachodzą tu inne procesy chemiczne, mamy tutaj inny projekt. Musieliśmy więc opracować wszystko od nowa, w tym urządzenia do produkcji naszych akumulatorów, wyjaśnia naukowiec.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rosnąca popularność samochodów elektrycznych (EV) często postrzegana jako problem dla sieci elektroenergetycznych, które nie są dostosowane do nowego masowego źródła obciążenia. Naukowcy z Uniwersytetu w Lejdzie oraz amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej podeszli do zagadnienia z innej strony. Z analizy wynika, że w ciągu najbliższych lat EV mogą stać się wielkim magazynem energii ze źródeł odnawialnych, stabilizując energetykę słoneczną i wiatrową.
Energia z wiatru i słońca to najszybciej rosnące źródła energii. So to jednak źródła niestabilne, nie dostarczają energii gdy wiatr nie wieje, a słońce nie świeci. Z analizy, opublikowanej na łamach Nature Communications, dowiadujemy się, że rolę stabilizatora mogą odegrać samochody elektryczne. Obecnie większość ich właścicieli ładuje samochody w nocy. Autorzy badań uważają, że właściciele takich pojazdów mogliby podpisywać odpowiednie umowy z dostawcami energii. Na jej podstawie dostawca energii sprawowałby kontrolę nad ładowaniem samochodu w taki sposób, by z jednej strony zapewnić w sieci odpowiednią ilość energii, a z drugiej – załadować akumulatory do pełna. Właściciel samochodu otrzymywałby pieniądze za wykorzystanie jego pojazdu w taki sposób, wyjaśnia główny autor badań, Chengjian Xu.
Co więcej, gdy pojemność akumulatorów zmniejsza się do 70–80 procent pojemności początkowej, zwykle nie nadają się one do zastosowań w transporcie. Jednak nadal przez wiele lat mogą posłużyć do stabilizowania sieci elektroenergetycznych. Dlatego też, jeśli kwestia taka zostanie uregulowana odpowiednimi przepisami, akumulatory takie mogłyby jeszcze długo służyć jako magazyny energii.
Z wyliczeń holendersko-amerykańskiego zespołu wynika, że do roku 2050 samochody elektryczne oraz zużyte akumulatory mogą stanowić wielki bank energii o pojemności od 32 do 62 TWh. Tymczasem światowe zapotrzebowanie na krótkoterminowe przechowywanie energii będzie wówczas wynosiło od 3,4 do 19,2 TWh. Przeprowadzone analizy wykazały, że wystarczy, by od 12 do 43 procent właścicieli samochodów elektrycznych podpisało odpowiednie umowy z dostawcami energii, a świat zyska wystarczające możliwości przechowywania energii. Jeśli zaś udałoby się wykorzystać w roli magazynu energii połowę zużytych akumulatorów, to wystarczy, by mniej niż 10% kierowców podpisało umowy z dostawcami energii.
Już w roku 2030 w wielu regionach świata EV i zużyte akumulatory mogą zaspokoić popyt na krótkoterminowe przechowywanie energii.
Oczywiście wiele tutaj zależy od uregulowań prawnych oraz od tempa popularyzacji samochodów elektrycznych w różnych regionach świata. Autorzy badań zauważają też, że wielką niewiadomą jest tempo degradacji akumulatorów przyszłości, które będzie zależało m.in. od postępu technologicznego, czy też tempo rozwoju systemów zarządzania energią. Nie wiadomo także, czy nie zajdą radykalne zmiany w samym systemie transportowym. Nie można wykluczyć np. zmiany przyzwyczajeń i rozpowszechnienia się komunikacji zbiorowej czy systemów wspólnego użytkowania pojazdów, na dostępność samochodów i akumulatorów może też wpłynąć rozpowszechnienie się pojazdów autonomicznych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zepchnęliśmy setki gatunków ssaków na obszary, na których grozi im wyginięcie, informują naukowcy z University of Manchester. Zespół prowadzony przez doktora Jake'a A. Britnella i profesor Susanne Shultz przeprowadził badania, z których dowiadujemy się, że wiele z 627 gatunków ssaków o udokumentowanych zasięgach historycznych, żyje obecnie na marginesach swoich dawnych terytoriów, a 66 do 75 procent z nich zepchnęliśmy na tereny, gdzie ekstrema temperaturowe lub opadowe powodują, że gatunki te mogą nie przetrwać.
Presja ze strony człowieka spowodowała, że gatunki straciły swoje dawne tereny. Przez to ich nisze ekologiczne drastycznie się skurczyły i zmusiliśmy zwierzęta do życia w mniej zróżnicowanych habitatach. Ludzie zajęli dla siebie najlepsze tereny, zabierając je zwierzętom. Mówimy tutaj o ekologicznej marginalizacji gatunków, a wzięcie tego zjawiska pod uwagę pozwala wyjaśnić, dlaczego niektóre obszary chronione lepiej się sprawdzają niż inne. Tam, gdzie gatunek miał szczęście i ludzie pozostawili mu bardziej zróżnicowane środowisko, ma on większa szansę na przetrwanie. Jeśli zaś pozostawimy zwierzętom słabej jakości tereny, gdzie nie mogą one znaleźć odpowiednich warunków do życia oraz wystarczającej ilości odpowiedniego pożywienia, to fakt, iż obejmiemy te tereny ochroną – czyli uznamy, że ich nie zabierzemy – nie wystarczy, by gatunek przetrwał.
Dlatego też autorzy badań podkreślają, że konieczne jest zidentyfikowanie – między innymi na podstawie informacji historycznych – odpowiednich terenów dla danych gatunków i objęcie ich ochroną. Wówczas możemy liczyć na to, że rzeczywiście gatunek będzie miał szansę się rozwijać. Jeśli próbujemy chronić gatunek, który zepchnęliśmy na teren dla niego niekorzystny, to nasze wysiłki nie dadzą optymalnych wyników, ryzykujemy też poniesieniem całkowitej klęski, mówi profesor Shultz.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dodanie cienkiej warstwy niklu do akumulatorów znakomicie skraca czas ładowania, informują naukowcy z Pennsylvania State University. Specjaliści uważają, że jeśli na rynek trafiłyby akumulatory, które są lżejsze i można je znacznie szybciej ładować, klienci chętniej kupowaliby samochody elektryczne, a to z kolei doprowadziłoby do spadku ich ceny i pojawienia się kolejnych chętnych do ich zakupu.
Uczeni eksperymentowali z litowo-jonowym akumulatorem, który na pojedynczym ładowaniu pozwalał na przejechanie do 560 kilometrów. Gęstość energii takiego urządzenia wynosiła 256 watogodzin na kilogram. Dzięki dodaniu folii z niklu akumulator można było w ciągu zaledwie 11 minut załadować w 70%, co pozwoliło na przejechanie 400 kilometrów, a po 12 minutach był on załadowany w 75%, dzięki czemu można było przejechać 440 km.
Nasza technologia pozwala na budowę mniejszych, szybciej ładujących się akumulatorów. Jeśli mamy samochód z akumulatorami pozwalającymi na przejechanie 320 kilometrów na pojedynczym ładowaniu, możemy podjechać na stację, podłączyć samochód, pójść do toalety, a po 10 minutach nasz pojazd jest gotowy do przejechania kolejnych 320 km. W ten sposób problem zasięgu znika, mówi jeden z autorów badań, inżynier Chao-Yang Wang.
Jednym z najpoważniejszych wyzwań stojących przed inżynierami specjalizującymi się w projektowaniu i budowie akumulatorów litowo-jonowych jest utrzymanie ich odpowiedniej temperatury. Najlepiej sprawują się one, gdy są dość ciepłe, ale nie za ciepłe. W akumulatorach stosuje się więc systemy chłodzenia i ogrzewania, które jednak zużywają sporo energii i nie działają zbyt szybko.
Uczeni z Pennsylvanii od lat eksperymentują z folią, która miałaby pomóc ogrzać akumulator do odpowiedniej temperatury.
Podczas swoich najnowszych eksperymentów byli w stanie ładować akumulator od około 70% pojemności w około 10 minut. Gdy stosowali szybkie ładowanie do 75% pojemności, urządzenie wytrzymało ponad 900 cykli ładowania/rozładowywania, co pozwalało na przejechanie na nim w sumie 402 000 kilometrów. Gdy zaś stosowali szybkie ładowanie do 70% pojemności, akumulator wytrzymywał około 2000 cykli ładowania, co pozwalało na przejechanie około 804 000 kilometrów.
Wang zwraca uwagę, że obecnie stosowane akumulatory po 10 minutach ładowania napełniają się do około 25% pojemności. Urządzenia, nad którymi pracują na Pennsylvania State University ładują się w tym czasie do 75% pojemności. To zaś oznacza, że w samochodach można by stosować mniej akumulatorów, zatem byłyby one tańsze, a zasięg na pojedynczym szybkim ładowaniu byłby nie tylko większy, ale i satysfakcjonujący dla kierowcy. Wang zapowiada, że w przyszłości chce opracować akumulator, który będzie można załadować do 80% pojemności w ciągu 5 minut. To zaś będzie oznaczało, że pod względem tempa ładowania i zasięgu samochody elektryczne dorównają pojazdom spalinowym.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Duże markety nie kojarzą się nam z ekologią - czy jest to słuszny pogląd? W dobie postępujących zmian klimatu każdy chciałby kupować produkty, które nie mają zgubnego wpływu na środowisko. To zjawisko nie pozostaje niezauważone przez sieć Kaufland, która wychodzi tego typu potrzebom naprzeciw. Czytaj dalej i dowiedz się więcej na ten temat!
Duży sklep ekologiczny - czy to oksymoron?
Duże markety przeciwstawiane są czasem małym sklepom, jako bardziej ekologicznym. Te drugie mają być bardziej przyjazne środowisku. Czy zawsze jest to prawda?
Wpływ, jaki na klimat posiada dany lokal lub cała ich sieć, wynika w dużej mierze z jakości oferowanych produktów. Mniejsze sklepy wcale nie muszą być w tym aspekcie bardziej ekologiczne niż markety. Ważne jest to, co trafia na półki. Jeśli sprzedawane artykuły powstają w sposób negatywnie oddziałujący na przyrodę, to nieważne gdzie będą sprzedawane.
Ciekawą inicjatywę w tej kwestii podjęła sieć Kaufland. W ich sklepach dostępny jest szeroki asortyment towarów neutralnych dla klimatu. Oznacza to, że marka skompensowała ilość CO2 powstałego w czasie ich wytworzenia poprzez wsparcie certyfikowanych projektów na rzecz ochrony klimatu. Na jakiej dokładnie zasadzie przebiega ten proces?
1. Po pierwsze, sieć Kaufland możliwe ogranicza ilość produkowane CO2, poprzez zastąpienie plastiku innymi materiałami (także tymi pochodzącymi z recyklingu).
2. We współpracy z zewnętrznymi, renomowanymi organizacjami, takimi jak np. ClimatePartner, szacowany jest poziom emisji gazów cieplarnianych.
3. Firma Kaufland przeznacza następnie sumy na certyfikowane organizacje wspierające walkę ze zmianami klimatu, aby zrównoważyć negatywne skutki produkcji towarów.
4. Do sklepów trafiają produkty oznaczone specjalną etykietą “neutralne dla klimatu”. To właśnie ona informuje klienta, że wybierając je, nie przyczynia się do wzrostu poziomu CO2 w atmosferze.
Dzięki tego typu inicjatywie, duże sieci marketów mogą przyczynić się do zminimalizowania zgubnego wpływu konsumpcjonizmu na środowisko. Rozmiar sklepu nie ma tu znaczenia, a liczy się zaangażowanie w tego typu akcje. Więcej na temat produktów oznaczonych jako “neutralne dla klimatu” i całej oferty sieci Kaufland znajdziesz na stronie kaufland.pl.
Kupowanie a kwestia ekologii
Jak podczas kupowania postępować bardziej ekologicznie? Istnieje pewna porada, którą zawsze warto mieć w pamięci.
Ważną kwestią jest branie ze sobą własnej torby. Tego typu akcesoria wielokrotnego użytku to inwestycja na lata, dzięki której nie tylko przyczynimy się do ochrony przyrody, ale również oszczędzimy sobie kłopotu. Kto chce mieć w domu dziesiątki jednorazowych toreb, często o bardzo słabej jakości? Masowa produkcja plastiku nie tylko sprzyja postępowaniu zmian klimatu, ale również ma bezpośredni wpływ na zaśmiecanie naszej najbliższej przestrzeni.
Podczas następnej wyprawy na zakupy, nie zapomnij zabrać ze sobą własnej torby. Często można kupić je na miejscu, np. w pobliżu kas. To mała zmiana w codziennym życiu, która może mieć pozytywne przełożenie na ogólną jakość życia nas wszystkich!
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.