Analizę przypadku Uniwersytet w Wuppertalu

Technologia akumulatorów poczyniła w ostatnich latach ogromne postępy i odgrywa coraz ważniejszą rolę w magazynowaniu energii odnawialnej i elektryfikacji transportu. Aby dotrzymać kroku temu rozwojowi i w przyszłości jeszcze bardziej zwiększyć swoją rolę w badaniach nad akumulatorami na poziomie ogniw i modułów, laboratorium akumulatorów na Uniwersytecie w Wuppertalu, które swoją działalność rozpocznie pod koniec 2022 r., zostało wyposażone w obszerną instalację do przeprowadzania testów. Ważną rolę odgrywają tu komory do zmian temperatury MK firmy BINDER.

Proces tworzenia laboratorium akumulatorów rozpoczęto od zakupu testerów akumulatorów, które mogą być wykorzystywane na poziomie ogniw lub na poziomie modułów. W trakcie dalszych badań ustalono następnie, które komory do zmian temperatury mają największą możliwą kompatybilność z testerami i zdecydowano się na modele firmy BINDER MK 115 i MK 720 z dodatkowym wyposażeniem zabezpieczającym. Oprócz wysokiej kompatybilności czynnikiem decydującym o zakupie była również duża szybkość zmian temperatury oraz szeroki zakres temperatury, w którym mają być przeprowadzane przyszłe testy.

Podczas gdy początkowe plany zakładały jeszcze wymagany zakres temperatury od -20 do +180°C, szybko okazało się, że komory BINDER z zakresem temperatury od -40 do +180°C doskonale spełniają swoje zadanie i stanowią znacznie lepszą inwestycję na przyszłość. Podczas badania akumulatorów wysokonapięciowych dużą rolę odgrywają różne normy, takie jak UN-ECE-R100, IEC 62660-1 lub ISO 62660-1. Definiują one między innymi wymagania dotyczące bezpieczeństwa, wydajności i żywotności akumulatorów litowo-jonowych, w tym akumulatorów wysokonapięciowych.

Ważnym aspektem przy wyborze urządzeń była oczywiście zgodność ze wszystkimi niezbędnymi normami, aby zapewnić spełnienie wymogów bezpiecznego i efektywnego użytkowania. Również w tym zakresie komory BINDER cieszą się powodzeniem.

Testy inicjalizacyjne w laboratorium akumulatorów: sterowane przez oprogramowanie testy na poziomie ogniw

We wciąż młodej historii laboratorium akumulatorów w pierwszej kolejności przeprowadzano testy inicjalizacyjne. W tym celu tworzone są np. wspierane przez oprogramowanie sekwencje programów, które przeznaczone są do testowania akumulatorów na poziomie ogniw. Zdefiniowane profile testowania/ładowania składają się z parametrów testowych, takich jak prędkość ładowania, moc ładowania, czas trwania oraz pożądane środowisko temperaturowe. Oprogramowanie steruje płynną interakcją podłączonych urządzeń. Dlatego też wspomniana na początku kompatybilność urządzeń ze sobą ma ogromne znaczenie.

UniZub: nowa technologia zrewolucjonizuje recykling akumulatorów do samochodów elektrycznych

Pod nazwą „UniZub” ruszył już pierwszy konkretny projekt badawczy. Tłem dla tych prac badawczych jest współpraca z AWG Wuppertal, która między innymi prowadzi zakład recyklingu samochodów. Liczba zaparkowanych tam pojazdów elektrycznych rośnie, co stanowi ogromne wyzwanie pod względem recyklingu. Dzieje się tak dlatego, że nic nie wiadomo o stanie wbudowanego akumulatora wysokonapięciowego, porównywalnego do „czarnej skrzynki”.

Przy pomocy symulacji komputerowych i praktycznych testów w laboratorium akumulatorów opracowywane są obecnie podstawy uniwersalnego estymatora stanu technicznego, który w przyszłości będzie określał aktualny stan akumulatorów wysokonapięciowych. Dopiero po uzyskaniu tych decydujących danych można podjąć decyzję o ewentualnym dalszym użytkowaniu akumulatorów (użytkowanie wtórne lub recykling komponentów).

Akumulatory przyszłości: więcej energii, dłuższa żywotność i bardziej ekologiczne alternatywy

Dalszy rozwój akumulatorów litowo-jonowych będzie nadal zmierzał do zwiększenia gęstości energii i wydłużenia czasu eksploatacji, obniżenia kosztów produkcji i poprawy bezpieczeństwa. W tym celu badane i rozwijane są nowe materiały, takie jak akumulatory półprzewodnikowe. Zaawansowana jest również integracja akumulatorów w różnych zastosowaniach, takich jak pojazdy elektryczne i stacjonarne magazyny energii. Ponadto coraz większe znaczenie ma opracowanie metod recyklingu akumulatorów litowo-jonowych w celu zmniejszenia wpływu na środowisko i zminimalizowania zapotrzebowania na surowce.

Oprócz dalszego rozwoju akumulatorów litowo-jonowych intensywnie badane są również alternatywne technologie akumulatorów, takie jak akumulatory sodowo-jonowe. Mają one potencjał, aby zastąpić lit jako kluczowy surowiec i w przyszłości w niektórych zastosowaniach mogą być bardziej ekonomiczne i przyjazne dla środowiska niż akumulatory litowo-jonowe.