BG
English
Разработване на иновативни, евтини натриево-йонни батерии тип NaFePO4 на базата на рециклиране на LiFePO4 – материал от отработени литиево-йонни батерии
ПРОЕКТ: КП-06-ДО02/2
ПРОЕКТ: КП-06-ДО02/2
Разработване на иновативни, евтини натриево-йонни батерии тип NaFePO4 на базата на рециклиране на LiFePO4 – материал от отработени литиево-йонни батерии LIB2SIB
Глобалната загриженост относно изменението на климата и пречките пред изкопаемите горива доведоха до появата на зелени и устойчиви енергийни алтернативи, като слънчеви и вятърни източници, с които да се задоволят енергийни нужди на обществото. Използването на тези енергийни източници обаче изисква достъпни и ефективни стационарни системи за съхранение на енергия поради присъщо променливия характер на производството на електроенергия с тях. Когато енергията се разпределя до крайни потребители, като например електрически превозни средства (EV), устройствата за съхранение на енергия са основни компоненти. Очаква се литиево-йонните батерии (LIB), най-широко използваните захранващи устройства в преносимите устройства, да насърчат развитието на зелени и устойчиви видове енергия. Търсенето на суровини за производството на LIB нараства изключително много, за да се отговори на предлагането на приложения като електрически превозни средства и стационарни системи за съхранение на енергия. Постоянно нарастващият пазар поражда опасения относно изчерпването на ограничените литиеви ресурси. Предвидимо е, че с по-нататъшната електрификация на енергийния, индустриалния и транспортния сектор, литиево-базираните батерийни системи ще трябва да бъдат заменени от други системи за съхранение на енергия поради ограничената наличност на литий, други критични материали и нарастващите разходи. Сред всички предложени алтернативни концепции, натриево-йонните батерии (SIB) имат голямото предимство да бъдат по същество „спусната“ технология, тъй като основният химичен състав на SIB наподобява този на LIB, като същевременно се възползва от изобилните натриеви ресурси. Катодните материали на SIB могат да бъдат произведени, като се използват единствено евтини и некритични преходни метали като манган и желязо, което допълнително намалява цената на необходимите суровини. Алуминият може да се използва като токовод и в двата електрода, като по този начин се елиминира необходимостта от по-тежка и по-скъпа мед. Енергийната плътност на SIB обикновено е по-ниска от тази на LIB, но комбинацията от интересни свойства, предлагани от SIB, може да запълни ниша, която би представлявала важна стъпка напред отвъд литиевите технологии. В този контекст, NaFePO4 е предложен като един от най-евтините и най-устойчиви Na-йонни катодни материали. Критична стъпка в реализирането на мащабни приложения на SIB е търсенето на подходящи електродни материали, които отговарят на изискването за дълготрайна циклична стабилност и могат да съхраняват и доставят големи количества енергия бързо. Отговорното изхвърляне и рециклиране са от съществено значение за устойчивостта на пазара на батерии.
За реализирането на основната цел на проекта са предвидени научни задачи и дейности, които са разпределени в три работни пакета:
- Етап 1: Синтез и подготовка на сравнителен NаFеPО4 катоден материал.
- Етап 2: Изготвяне на електроди от рециклиран NаFеPО4 катоден материал.
- Етап 3: Електрохимично охарактеризиране на NаFеPО4 катоди.
Общата цел на този проект е разработването на иновативни, нискобюджетни и устойчиви електродни материали за ново поколение натриево-йонни батерии, например за стационарни приложения. Предвижда се високо ниво на устойчивост за SIB чрез повторно използване на отработен LFP като основен компонент за новите катоди на базата на NaFePO4.
БЕНЕФИЦИЕНТ: Институт по електрохимия и енергийни системи “Академик Евгени Будевски“ към Българска академия на науките
ФИНАНСИРАНЕ: Фонд Научни изследвания Програма M-ERA.NET – 2023 г.
ОБЩА СТОЙНОСТ: 244 519 лв / 125 020.58 евро
НАЧАЛО: 13.08.2024 г.
СРОК ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ: 36 месеца
РЪКОВОДИТЕЛ НА ПРОЕКТА: доц. д-р Тома Станкулов
е-mail address: tstankulov@iees.bas.bg