S tím, jak v řadě zemí dochází k ukončování provozu uhelných a jaderných elektráren, roste problém skladování energie z obnovitelných zdrojů. Výroba z těchto zdrojů je totiž značně nestabilní. V současné době tyto výkyvy stále ještě kompenzují konvenční elektrárny, pokud však tyto zdroje budou v příštích letech dále ubývat, bude třeba najít taková řešení, která zajistí spolehlivé a levné skladování velkého množství energie.
Na vývoji takovýchto systémů pracuje i mezinárodní tým vědců pod vedením Toma Weiera a Norberta Webera z Ústavu pro dynamiku tekutin při Helmholtzově centru se sídlem v Drážďanech-Rossendorfu (Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf). V rámci projektu, který nese název SOLSTICE, od letošního ledna pracují na vývoji systémů, které umožní ukládání elektřiny pomocí tekutého sodíku a tekutého zinku.
Oba vědci jsou si jisti tím, že jejich výzkum může významně přispět k transformaci celého energetického sektoru. „Předností naší koncepce je velmi jednoduchá konstrukce,“ zdůrazňuje Tom Weier. „To znamená, že takovéto baterie jsou snadno škálovatelné. Při využití levných aktivních materiálů bychom proto mohli dosáhnout výrazně nižší ceny systému, než jsou ceny jiných řešení skladování elektrické energie,“ doplňuje.
Tekuté kovy a roztavené soli zahřáté na teplotu několika stovek stupňů Celsia by v budoucnu mohly být řešením pro energeticky náročná průmyslová odvětví. „Jako aktivní materiály používáme sodík a zinek,“ vysvětluje Norbert Weber. Pro volbu těchto prvků mají vědci velmi praktické důvody. Sodík je totiž šestým nejhojnějším prvkem na Zemi. Dokládá to například fakt, že v každém litru mořské vody je coby součást solí vždy asi 11 gramů alkalických kovů, mezi něž sodík patří. Zinek je v porovnání se sodíkem v přírodě vzácnější, ale i jeho zdroje jsou poměrně značné.
Je-li tedy v současnosti poněkud nepříjemným faktem, že velmi ceněné lithium se musí do Evropy dovážet – hlavně z Číny, Austrálie nebo Chile –, situace ohledně zinku je příznivější, protože Evropa může využívat vlastní doly. Podle Webera by proto výraznější využívání zinku v energetice přispělo ke snížení závislosti evropských energetických projektů na jiných zemích.
Baterie využívající sodík pracuje při 600 stupních Celsia, přičemž elektrody i elektrolyt se nacházejí v kapalném stavu. „Naši norští partneři již s touto strukturou experimentovali a prokázali, že tento princip funguje,“ říká Norbert Weber. Tyto baterie by měly být schopny ukládat energii v rozsahu megawatthodin, což by z nich činilo velmi dobré řešení pro průmyslové aplikace.
V baterii využívající zinku je elektrolyt na rozdíl od předešlého řešení pevný. „Naši partneři ze Švýcarska již vyvinuli funkční systémy, ale pracují s chloridem nikelnatým. Ten chceme v našem projektu nahradit chloridem zinečnatým,“ pokračuje Weber. „Při jejich úložné kapacitě v rozsahu kilowatthodin budou tyto baterie vhodné zvláště pro domácnosti,“ dodává.
Během příštích čtyř let chtějí vědci rozvinout oba systémy alespoň do té míry, aby se mohla potvrdit jejich praktická uplatnitelnost. Zvláště v případě druhého systému je přitom velmi vysoká šance, že během uvedené doby by se mohl přiblížit stavu, že bude připraven k uvedení na trh. Evropská unie financuje tento projekt prostřednictvím programu Horizont 2020 částkou 8 milionů eur.
