Revolūcija akumulatoru tehnoloģijā: Drēzdene atklāj videi draudzīgus elektrodus!

Revolūcija akumulatoru tehnoloģijā: Drēzdene atklāj videi draudzīgus elektrodus!

Prof. Stefans Kaskels no Drēzdenes Tehniskās universitātes (TUD) kopā ar Dr. Benjamin Schumm un Dr. Holger Althues no Fraunhofera Materiālu un staru tehnoloģiju institūta IWS ir izstrādājis revolucionāru akumulatoru elektrodu ražošanas procesu: patentēto DRYtraec® tehnoloģiju. Šī rentabla un videi draudzīgā metode tika piešķirta Džozefa fon Fraunhofera balvai 2025 Fraunhofera ikgadējā sanāksmē 2025. gada 4. jūnijā. Šī tehnoloģija sniedz ievērojamu ieguldījumu litija jonu akumulatoru (LIB) ilgtspējīgā ražošanā, kas ir būtiski elektrificētiem transportlīdzekļiem un stacionārai enerģijas uzglabāšanai.

DRYtraec® pamatā ir inovatīvs process, kas ļauj izvairīties no toksisku šķīdinātāju izmantošanas un novērš nepieciešamību pēc elektrodu pārklājuma žūšanas, kas prasa enerģiju un dārgi. Elektrodi sastāv no metāla folijas, kas pārklāta ar plānu kārtu, kas satur aktīvās sastāvdaļas enerģijas uzkrāšanai. DRYtraec® procesā uz plēves mehāniski tiek uzklāts sausā pulvera maisījums, un vienā solī var pārklāt abas plēves puses. Tas nodrošina jaudīgus, ilgstošus un resursus taupošus elektrodus.

Ilgtspējība akumulatoru ražošanā

Pirmā DRYtraec® sistēmas prototipa tika nodota ekspluatācijā 2013. gadā un kopš tā laika ir nepārtraukti attīstīta. Sistēma nodrošina nepārtrauktu procesa kontroli un ražo augstas kvalitātes elektrodus ritināšanas procesā. Dr Holger Althues uzsver, ka platforma apkalpo pētniekus un rūpnieciskos klientus no testēšanas līdz komerciālai lietošanai. Šī ciešā sadarbība starp TUD un Fraunhofer IWS tiek uzskatīta par veiksmīgas tehnoloģijas attīstības atslēgu.

Būtisks DRYtraec® tehnoloģijas aspekts ir enerģijas izmaksu taupīšana un toksisku šķīdinātāju izvairīšanās, kas ir īpaši svarīgi, ņemot vērā nepārtraukti augošo pieprasījumu pēc videi draudzīgām ražošanas metodēm Vācijā. Automobiļu rūpniecība ir uzsākusi vērienīgas elektrisko transportlīdzekļu programmas, kā rezultātā palielinās pieprasījums pēc akumulatoru ražošanas. Daudzi Vācijas uzņēmumi šobrīd iegādājas akumulatoru elementus no Āzijas ražotājiem, kuriem ir gadu desmitiem ilga pieredze masveida ražošanā.

Vides apziņa un alternatīvās tehnoloģijas

Pieaugošo pieprasījumu pēc ilgtspējīgām akumulatoru tehnoloģijām veicina arī pieaugošā vides izpratne un nepieciešamība atrast alternatīvas tradicionālajiem litija jonu produktiem. Litija izejvielu trūkums un izejvielu ieguves ekoloģiskie riski prasa ne tikai litija jonu akumulatorus, bet arī alternatīvas tehnoloģijas, piemēram, uz cinku un nātriju balstītas sistēmas. Tie ir ne tikai lēti un netoksiski, bet arī tos var integrēt esošajos ražošanas procesos.

Ņemot vērā problēmas, kas saistītas ar litija jonu akumulatoru ražošanu, ūdens bāzes ražošanas procesi, nevis bez šķīdinātājiem, ir kritiski svarīgi. Tie varētu ne tikai samazināt izmaksas, bet arī ievērojami samazināt CO2 emisijas. Cinks un nātrijs ir pietiekami pieejami, un tie nerada nekādus draudus veselībai. Ir svarīgi apsvērt šīs jaunās tiešsaistes akumulatora veselības analīzes metodes, lai izstrādātu ilgtspējīgas darbības stratēģijas. Novatoriskas tehnoloģijas, piemēram, dinamiskās pretestības spektroskopija un AI metodes, piedāvā daudzsološas pieejas datu analīzei nākotnē.

Kopumā DRYtraec® izstrāde ne tikai parāda progresu elektrisko akumulatoru ražošanā, bet arī to, cik svarīgas mūsdienu tehnoloģijās ir ilgtspējīgas pieejas. Nozare ir pārmaiņu sākumā, kas ietekmē gan ražošanas metodes, gan izmantotos materiālus.