سیستم های نوآورانه باتری آلومینیومی

هدف از تشکیل اتحادیه علم و صنعت، توسعه مشترک یک سیستم ذخیره‌سازی الکتریکی پایدار و هوشمند است که از ابتدا برای تولید صرفه‌جویی در منابع، قابلیت عملکرد برجسته و بازیافت آسان طراحی شده است. این سیستم بر اساس سلول باتری آلومینیوم-یون (AIB) شکل گرفته است که از مواد غیرقابل اشتعال و با هزینه کم استفاده می‌کند و از مواد خام حیاتی مانند لیتیوم، نیکل، کبالت یا سرب استفاده نمیکند.

شرکای هوشمند برای یک سیستم باتری آلومینیوم-یون هوشمند

پروژه مشترک INNOBATT با همکاری موسسه Fraunhofer IISB به عنوان سرپرست گروه، گروه اجزای الکترونیکی (LEB) در دانشگاه فرانکونیا ارلانگن-نورمبرگ، مرکز تحقیقات فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی EST در دانشگاه TU کلاستال و شرکت‌های HIMA Paul Hildebrandt GmbH Brühl و ACCUREC-Recycling GmbH Krefeld اجرا می‌شود. این پروژه نیز از بودجه وزارت آموزش و پژوهش فدرال (BMBF) در چارچوب برنامه “Battery2020Transfer” بهره‌مند است. شرکای پروژه با هدف توسعه سامانه‌های باتری پایدار که نسبت به سامانه‌های باتری رایج، تعادل زیست‌محیطی بهتر و تأمین آسان‌تر مواد اولیه دارند، فعالیت می‌کنند. در حال حاضر تمرکز بر روی ساخت سامانه‌های باتری قابل شارژ مبتنی بر آلومینیوم است. آلومینیوم خصوصیات مناسبی برای این کاربرد دارد. ظرفیت حجمی نظری یک آند آلومینیوم فلزی چهار برابر بالاتر از لیتیوم فلزی است. علاوه بر این، هزینه‌ها به مقدار قابل توجهی کمتر از سامانه‌های لیتیوم-یون است.

به عنوان بخشی از پروژه، این مجموعه در حال توسعه یک طرح نوآورانه ماژول با یک سیستم مدیریت باتری (BMS) ابتکاری است. حسگرهای مبتنی بر کوانتوم، با حساسیت بسیار بالا، نظارت دقیق‌تری بر پارامترهای عملکرد سلول‌های باتری فردی را فراهم می‌کنند. یک مفهوم ارتباطات بی‌سیم امن، انتقال داده‌های با وضوح بالا بین ماژول‌های باتری را تضمین می‌کند. ارتباطات بی‌سیم، صرفه‌جویی قابل توجه در کابل‌کشی را ممکن می‌سازد و مزایای طراحی اضافی در سامانه باتری را به همراه دارد. ساختار سلول و ماژول به خوبی طراحی شده به همراه معماری سامانه ساده شده، یک سامانه ذخیره‌ساز منابع کارآمد را فراهم می‌کند که از ابتدای توسعه، برای استفاده پایدار از منابع و قابل بازیافت بودن طراحی شده است. در نهایت، عملکرد سامانه باتری توسعه یافته جدید، در یک نشانگر نشان داده و آزمایش می‌شود.

انتقال انرژی، نیازمند سیستم های قدرتمند ذخیره سازی انرژی است.

تقاضای رو به افزایش برای سیستم های ذخیره انرژی قدرتمند و انعطاف پذیر، بیشتر از همه از طریق الکتروموبیلیتی و تحول انرژی حس می شود. در حالی که در ابتدا تمرکز عمدتاً بر مسائل فنی و اقتصادی بود، تولید انبوه سیستم های باتری الکتریکی اکنون اهمیت سیاست صنعتی پیدا کرده است. گسترش و استفاده از فن آوری های باتری معمول منجر به تأثیرات بزرگ اقتصادی، محیط زیستی و جامعه شناختی بسیار مشخص شده است که این موضوع  همراه با تغییر فن آورانه عمیق است.

در این زمینه، به‌طور کلی کار صنعت و تحقیقات با چالش‌های پیچیده روبه‌رو است که نیاز به رویکردهای جدید و جامعی برای حل آن‌ها دارند. تحقیق و توسعه در زمینه فناوری باتری باید از مرحله مواد اولیه تا بازیافت سامانه‌های باتری را پوشش دهد. بسیاری از جنبه‌ها باید مورد توجه قرار گیرند و باید به موقع پرداخته شوند. با توجه به کاربرد نهایی سیستم ذخیره انرژی باطری، سؤالاتی مانند شیمی سلول، ساختار سلول و حتی طراحی ماژول و سامانه، از جمله نظارت و ایمنی سیستم نیز به وجود می‌آیند. با این حال، توسعه سیستم تطبیقی به کارایی برقی، هزینه‌های ساخت و انطباق کاربردی محدود نمی‌شود. استفاده از مواد، تجزیه و تحلیل سامانه‌ها و تجزیه و تحلیل اجزاء فردی و همچنین امکان بازیافت یا استفاده دوباره از مواد خام مصرفی هم باید در نظر گرفته شود.