Revista >> Aprilie 2016 [Nr. 183] >> Cercetare & Invatamant superior

ICPE-CA – promotor al dezvoltării în stocarea şi conversia energiei electrice

Dr. ing. Gimi Rimbu

22 Aprilie 2016

ICPE-CA, în cursa îmbunătăţirii bateriei redox pentru vehiculele electrice

În cadrul unui proiect cu finanţare de la bugetul de stat (acronim EV-BAT), cercetătorii de la ICPE-CA și-au propus să abordeze un nou tip de baterie redox pentru vehiculele electrice, în scopul de a oferi soluții viabile din punct de vedere comercial. Proiectul își propune dezvoltarea unor noi înțelegeri în construcția și proiectarea sistemelor de stocare redox. Activitățile proiectului acoperă în mod clar un domeniu multidisciplinar: domeniul tehnic în știința materialelor, chimia electrozilor, electrochimie și fizică, inginerie electrică, transferul de cunoștințe către IMM-uri și filosofia de cercetare și etică.

Spre deosebire de bateriile tradiţionale care înmagazinează energie în materialul de electrod, VRB transformă energia chimică a combustibililor în energie electrică la electrozi. Sistemul redox utilizează două cupluri solubile de vanadiu, V2 + / V3 + și VO2 + / VO2 +, ca anolit și catolit, respectiv, oferind un sistem echilibrat electrochimic în ceea ce privește caracteristicile de transport între specii și vitezele de reacție. Astfel, puterea unui sistem VRB poate fi proiectată separat. Puterea (kW) sistemului este determinată de mărimea electrozilor și numărul de celule într-un stack, întrucât capacitatea de stocare a energiei (kWh) este determinată de concentrația și volumul de electrolit. Atât energia cât și puterea pot fi ușor ajustate pentru stocare, de la câteva ore până la câteva zile, în funcție de aplicație, ceea ce reprezintă un alt avantaj important pentru integrarea în aplicaţii de stocare din energie regenerabilă. În plus, simplitatea celulei permite construcţia de baterii mari bazate pe sisteme modulare.

Barierele tehnice și științifice ridicate de realizarea proiectului:
♦ Ridicarea limitărilor tehnice ale sistemelor de stocare clasice bazate pe baterii plumb-acid. Prezentul proiect și-a propus să ofere un produs competitiv pentru stocarea de energie, sigur și fără limitare în exploatare în comparație cu sistemele de baterii clasice. Principalele caracteristici ale sistemului EV-BAT, spre deosebire de alte baterii de acumulatoare electrochimice sunt: (1) simplitatea reacțiilor la electrozi, (2) nicio limitare în ceea ce privește ciclul de viaţă, (3) reacții electrochimice reversibile, (4) înaltă eficiență energetică globală (> 85%), (5) fără probleme în descărcarea avansată a sistemului și (6) nu se inversează polaritatea dacă o celulă a sistemului cedează;
♦ Eliminarea limitărilor tehnice în performanţele bateriilor pentru vehicule electrice. Una dintre principalele cerinţe ale vehiculelor electrice este de a folosi bateria adecvată, care permite încărcarea rapidă (mai puțin de 5 minute) și numărul mare de cicluri încărcare/descărcare. Li-ion poate suporta până la 1000 de cicluri încărcare/descărcare, în timp ce perioada de încărcare durează până la 8-12 ore. Proiectul oferă o soluţie care permite dubla încărcare, prin înlocuirea electrolitului (3-5 minute) sau prin conectare la rețea (8-12 ore). Suplimentar, modelul EV-BAT nu are limitare la numărul de cicluri de încărcare/descărcare, suportând până la 15000 - 20000 de cicluri, bateria este prietenoasă cu mediul, 98% reciclabilă.