Milyen anyagból készül a napenergia-tároló akkumulátor chipje?
A napenergiát tároló akkumulátor a napelemes rendszer alapvető eleme. Feladata a rendszer által napközben termelt többletenergia tárolása, éjszaka pedig a terhelések ellátása. Az akkumulátortechnológia az évek során gyorsan fejlődött, és az egyik legkritikusabb előrelépés az akkumulátorcellák vagy az akkumulátorchipek fejlesztése.
Tehát milyen anyagokat használnak ezeknek az akkumulátor chipeknek a napenergia-tároló akkumulátorokban történő előállításához? A napelemekben többféle akkumulátorcellát használnak, mint például ólom-savas, lítium-ion, áramlási és nátrium-ion. Ezen akkumulátorcellák mindegyikének más az anyagösszetétele, ami befolyásolja teljesítményüket és tartósságukat.
Ólom-savas akkumulátor cella
Az ólom-savas akkumulátorcella az egyik legkorábbi napelemes rendszerben használt akkumulátor. Az ólom-savas akkumulátorcella elsődleges elektródjaként ólmot és ólom-oxidot, elektrolitként pedig kénsavat használ. Az akkumulátorcella több, az elektrolitba merített ólomból és ólom-oxidból készült lemezből áll. A töltés során az ólomlemezek ólom-oxiddá alakulnak, a kisütés során pedig az ellenkező reakció játszódik le. Az ólom-savas akkumulátorcella alacsony energiasűrűséggel és rövid élettartammal rendelkezik, de alacsony költsége miatt továbbra is széles körben használják.
Lítium-ion akkumulátor cella
A lítium-ion akkumulátorcella nagy energiasűrűsége és hosszú élettartama miatt népszerű választás a napenergia-tároló rendszerekben. A lítium-ion akkumulátorcella lítium-kobalt-oxidot vagy lítium-vas-foszfátot használ katódként és grafitot anódként. A lítium-ion akkumulátorcellában használt elektrolit lítium-sókat tartalmazó szerves oldószer. A töltés során a lítium ionok a katódról az anódra, kisütéskor pedig vissza a katódra, áramot termelve. A lítium-ion akkumulátorcella könnyű, kompakt, könnyen integrálható a napenergia rendszerbe.
Áramlás akkumulátor cella
Az áramlási akkumulátorcella olyan akkumulátorcella, amely szilárd elektródák helyett két tartály elektrolitot használ. A két elektrolittartályt egy membrán választja el egymástól, amely lehetővé teszi az ionok áthaladását. A töltés során az egyik tartályban lévő elektrolit oxidálódik, elektronokat szabadítva fel, amelyek egy külső áramkörön áthaladva elektromosságot termelnek. A kisütés során az elektronok visszakerülnek a tartályba, míg a másik tartályban az elektrolit redukálódik, ionok szabadulnak fel és teljessé válik az áramkör. Az áramlási akkumulátorcella hosszú élettartamú, kapacitása könnyen növelhető további elektrolittartályok hozzáadásával.
Nátrium-ion akkumulátor cella
A nátrium-ion akkumulátorcella egy új típusú akkumulátorcella, amely lítium-ionok helyett nátriumionokat használ. A nátrium-ion akkumulátorcella katódként nátrium-kobalt-oxidot vagy nátrium-vas-foszfátot, anódként pedig grafitot használ. A nátrium-ion akkumulátorcellában használt elektrolit nátriumionok szerves oldószerben készült oldata. A nátrium-ion akkumulátor cella energiasűrűsége kisebb, mint a lítium-ion akkumulátorcella, de hosszabb az élettartama és olcsóbb.
Összefoglalva, az akkumulátorcella anyaga kritikus szerepet játszik a napenergia-tároló akkumulátor teljesítményében és tartósságában. A napelemekben használt akkumulátorcellák leggyakoribb típusai az ólom-sav, lítium-ion, áramlási és nátrium-ion. Ezen akkumulátorcellák mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai, és az akkumulátorcella anyagának kiválasztása az adott alkalmazástól, költségtől és teljesítménykövetelményektől függ. Az akkumulátor-technológia rohamos fejlődésével a jövőben innovatívabb és hatékonyabb akkumulátorcellákra számíthatunk, amelyek tovább javítják a napenergia-tároló akkumulátorok energiaszükségletünk kielégítését.