Tytuł pozycji:
Nowe kierunki rozwoju dla technologii magazynowania energii w bateriach
Ogniwa elektrochemiczne zdominowały w ostatnich latach technologie magazynowania energii na potrzeby przenośnej elektroniki, urządzeń elektrycznych oraz branży motoryzacyjnej. Zajmują również coraz ważniejsze miejsce w sektorze wielkoskalowego magazynowania energii. Najważniejszą spośród tych technologii są obecnie baterie litowe, które cechują dobre parametry pracy. Standardowe rozwiązania wydają się jednak osiągać kres swoich możliwości zarówno w zakresie pojemności energii, jak i napięcia pracy oraz gęstości mocy. Stąd zarówno w środowisku naukowym jak i przemyśle widoczne jest coraz większe zainteresowanie alternatywnymi technologiami, które pozwolą lepiej dostosować oczekiwane parametry pracy do potrzeb. Szczególnie ważne jest to w zakresie wielkoskalowego magazynowania w sektorze energetyki, dla którego baterie Li-ion wydają się rozwiązaniem dalekim od optymalnego, zwłaszcza w kontekście wysokich kosztów produkcji, wynikających z zastosowania drogich surowców. Jednocześnie wraz z koniecznością eliminacji trudnodostępnych i drogich pierwiastków, zmuszeni jesteśmy do ciągłego usprawniania technologii w zakresie bezpieczeństwa oraz parametrów pracy, takich jak gęstość magazynowanej energii oraz moc baterii. Zmiany przynieść może zarówno wprowadzenie nowego rodzaje elektrod, elektrolitów jak i zastąpienie litu innymi pierwiastkami. W ramach niniejszej pracy przedstawiono nowe kierunki rozwoju dla technologii magazynowania energii w ogniwach elektrochemicznych z uwzględnieniem obecnych trendów w literaturze naukowej oraz przemyśle.
Electrochemical cells have dominated energy storage technologies in recent years, serving portable electronics, electrical devices, and the automotive industry. They are also gaining prominence in large-scale energy storage systems. Among these technologies, lithium batteries currently hold a leading position due to their favorable performance parameters. However, standard solutions appear to be reaching their limits in terms of energy capacity, operating voltage, and power density. Consequently, both the scientific community and industry are increasingly focused on alternative technologies that can better meet evolving performance requirements. This is particularly important for large-scale energy storage in the energy sector, where lithium-ion batteries seem far from optimal, especially considering the high production costs associated with the use of expensive raw materials. At the same time, the necessity to eliminate scarce and costly elements compels continuous improvements in safety and operational parameters, such as energy density and power output. Innovations may arise from the introduction of new electrode and electrolyte materials or by replacing lithium with other elements. This study presents new directions for the development of energy storage technologies in electrochemical cells, considering current trends in scientific literature and industrial practice.
Wydano jako monografię pt.: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : nowe strategie i inwestycje na rynku paliw i energii w kraju i UE / red. tomu: Katarzyna Stala-Szlugaj, Zbigniew Grudziński ; Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
