Ezért választják egyre többen a lítium helyett a cink-akkumulátorokat

Az amerikai házépítő vállalat, a Horton World Solutions (HWS) 200 ezer olyan házat tervez felépíteni Észak-Amerikában, amelyeket a Salient Energy által gyártott cink-akkumulátorokkal szerelnének fel a két cég által kötött együttműködési megállapodás alapján.

A cink felhasználása az energiatárolásban hosszú időre nyúlik vissza, hiszen az Alessandro Volta által készített első galvánelem is cinkből készült (a háztartásokban a mai napig megtalálhatóak a szén-cink elemek) ám a cinkion-akkumulátorokkal kapcsolatos kutatások csak 200 évvel később, a 21. század elején vettek lendületet.

A 2016-ban alapított kanadai Salient Energy egy cink-mangán-dioxid akkumulátort fejlesztett, amely energiasűrűségben ugyan messze elmarad a lítiumion-akkumulátoroktól (100 Wh/kg alatti), cserébe viszont több olyan pozitív tulajdonsággal rendelkezik, amely miatt reális alternatívát nyújthat a helyhez kötött energiatárolásban.

Terry Horton, a HSW ügyvezetője így indokolta cége döntését:

„Az energiatárolás kulcsfontosságú része a karbonlábnyomunk csökkentésének, a jelenlegi lítium-ionos rendszerekkel azonban számos probléma van. Tűzveszélyt jelentenek, amelyet ki kell küszöbölnünk, ami tovább növeli az engedélyezési folyamat időigényét és bonyolultságát. Emellett gyakran előfordul, hogy készlethiány miatt csúszik a szállítás, ami kockázatossá teszi a velük való tervezést. A Salient akkumulátora mindkét problémát megoldhatja, ezért nem volt kérdés a választás.”

Ha energiasűrűségben nem is, de teljesítményben felveszi a versenyt a lítiumion-akkumulátorokkal, emellett biztonságosabb – a víz-alapú, semleges PH-értékű cink-szulfid elektrolit nem gyúlékony – és az alapanyagai (cink, mangán, kén) a világ minden részén bőségesen rendelkezésre állnak, ezért nincsenek komoly kockázatok az ellátási lánccal kapcsolatban. A cink ugyanis százszor gyakoribb elem a lítiumnál, olcsó és könnyen újrahasznosítható.

További pozitívum, hogy a cink-akkumulátorok gyártási folyamata nagyon hasonló a lítium-akkumulátorokéhoz, maga a termék pedig, azaz az otthoni energiatároló, ránézésre meg sem különböztethető tőle, bár ha mérlegre tennénk, a nagyobb súlya elárulná.

Kép: Salient Energy

A Salient halifaxi üzemében jelenleg a próbagyártás folyik. Az alacsonyabb mennyiség miatt egy cink-akkumulátor ma még jóval drágább, mint a piacon lévő lítium-akkuk, a kanadai cég azonban úgy tervez, hogy 2024-re elérik a 100 MWh-s nagyságrendű gyártási kapacitást, az évtized második felére pedig már sikerül eléggé felskálázniuk a termelést ahhoz, hogy a méretgazdaságosságnak és az olcsóbb alapanyagoknak köszönhetően 30-50%-os árelőnyre tegyenek szert. A HSW-vel kötött megállapodásnak köszönhetően most már megvan a kapacitásbővítéshez szükséges rendelésállomány, így a tőkebevonás már csak idő kérdése.

„Ha megnézzük, hogy a Tesla az akkumulátor-napon azt mondta, a költségcsökkentés legnagyobb részét a gyártás és a méretgazdaságosság terén érték el, akkor a nyersanyagok teszik ki a költségek legnagyobb szeletét, és ez nem csökkent” – mondta Ryan Brown, a cég ügyvezetője. „Tehát egy olyan akkumulátor, amelynek sokkal alacsonyabb az anyagköltsége, izgalmas új lehetőséget nyújt az árak további lefaragására.”

Természetesen nem a saját gyártás az egyetlen módja a termelés felfuttatásának, a Salient kész arra is, hogy a technológiáját tőkeerős nagy cégek számára licenszelje.

Kép: Salient Energy

És még csak nem is az övék az egyetlen cink-akkumulátor a piacon.

• Az EOS Energy áprilisban vont be 200 millió dollárnyi friss tőkét, a Pittsburgh mellett épülő üzemükben évi 800 MWh kapacitású cink-levegő akkumulátort lesznek képesek legyártani, amelyek 12 órán keresztül képesek működni – szemben a lítiumion-akkuk 4 órás kisütési idejével. Az EOS energiatárolóira 1 GWh-t meghaladó mennyiségű rendelés érkezett texasi, kaliforniai és indiai megújuló energiás projektek kivitelezéséhez.

Egy másik kanadai cég, az e-Zinc olyan olcsó cink-fém akkumulátort fejlesztett ki, amely 24-48 órán át képes működni. Az első 40 kW-os tesztpéldány egy kaliforniai napelemes rendszerrel társítva már működik, a továbblépéshez azonban tőkeemelésre lesz szükség. Ez a folyamat már elindult, idén áprilisban 25 millió dollárnyi tőkét sikerült bevonniuk, az egyik befektetőjük a Toyota.

Egy kaliforniai adatközpont, a San Diego Supercomputer Center az elmúlt hónapokban cserélte le az 1 MWh-s kapacitású energiatárolójában a savas ólomakkumulátorokat cink-mangán akkumulátorokra.

A lítium drágulásának van tehát jó oldala is, mert megteremti a keresletet az alternatívák iránt, amelyek így végre hozzájuthatnak a létfontosságú tőkebefektetésekhez. A periódusos rendszer számtalan lehetőséget kínál még az energiatárolási megoldások számára.

„Világszerte át kell alakítanunk a hálózatot, hogy az kompatibilis legyen a megújuló energiaforrásokkal” – mondja Ryan Brown. „És meg kell dupláznunk vagy megháromszoroznunk a világhálózat méretét, hogy lehetővé tegyük az elektromos járművek és a [zöld] hidrogén használatát. Gondoljunk csak a szükséges akkumulátorok puszta mennyiségére – ez lítium-ionnal nem lesz megoldható. [Elemzők] már most lítiumhiányra számítanak az évtized közepén.

És amikor azt mondom, hogy a világ lítiumhiányban fog szenvedni, akkor azt értem ezalatt, hogy minden lítium akkumulátor az autókba fog kerülni. Mert ott van értelme, ott van szükség a kis súlyra. Mindenhol, ahol nem autóról van szó, használhatunk nehezebb akkumulátort, például cinket, ami olcsóbb, biztonságosabb és hosszabb élettartamú.”

Új előnyöket hozhat a cink az akkumulátorgyártásba

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.