Polsko-fiński zespół naukowy pracuje nad nowym typem ogniw przepływowych

Zespół naukowy pod kierownictwem dr hab. inż. Joanny Krakowiak pracuje nad autorską konstrukcją ogniwa baterii przepływowej, jak również nad nowymi typami elektrolitów do zastosowania w bateriach tego typu. Obydwa projekty otrzymały dofinansowanie z projektu Inkubator Innowacyjności 2.0, prowadzonego na Politechnice Gdańskiej przez uczelniane Centrum Transferu Wiedzy i Technologii.

Tematyka ogniw przepływowych jest stosunkowo nowym zagadnieniem, które cieszy się wciąż rosnącym zainteresowaniem świata nauki jak i przemysłu. Baterie przepływowe (redox flow cell) pełnią rolę magazynów energii elektrycznej, która zamieniana jest w energię chemiczną, dzięki odpowiednim reakcjom chemicznym. Ten typ baterii cechuje dobra sprawność (na poziomie ok. 80%), długa żywotność (ok. 20 lat) oraz uniwersalny i bardzo bezpieczny system funkcjonowania. Coraz więcej firm zainteresowanych jest rozwojem i produkcją akumulatorów przepływowych, ze względu na ograniczenia powszechnie używanych baterii litowo-jonowych.

Celem naszych badań jest zmniejszenie kosztu budowy baterii i/lub poprawa działania jej kluczowych elementów. Obecnie skupiamy się na modyfikacji elektrod w celu usprawnienia parametrów kinetycznych i termodynamicznych ogniwa. Z drugiej strony będziemy starali się znaleźć sposób na zwiększenie stężenia substancji biorących udział w konwersji energii, by tym samym zwiększyć ilość energii, którą możemy magazynować w tej samej objętości elektrolitu – tłumaczy mgr inż. Miłosz Murawski, doktorant z zespołu profesor Krakowiak. Kolejnym kluczowym aspektem jest dobór właściwej membrany, dla danego układu elektroda - elektrolit, która zapobiega mieszaniu się obydwu elektrolitów. Z tego względu prace nad akumulatorami przepływowymi mają ściśle interdyscyplinarny charakter.

W prace konstrukcyjne nad ogniwem zaangażowani są nie tylko naukowcy z Wydziału Chemicznego.  Dzięki współpracy z pracownikami z Wydziału Mechanicznego, zamierzamy zoptymalizować pewne elementy ogniwa, tak by dostosować je do parametrów testowanego elektrolitu – tłumaczy profesor Joanna Krakowiak.

Dzięki inicjatywie CTWT został nawiązany kontakt z dr inż. Pekka Peljo z Aalto University w Finlandii, gdzie również prowadzone są prace badawcze nad ogniwami przepływowymi. W wyniku rozmów Miłosz Murawski odbył w lutym b.r. staż na Aalto University, podczas którego prowadził badania nad baterią przepływową w technologii bromowo-antrachninonowej. Dotychczasowe badania prowadzone przez niego koncentrowały się na elektrolitach nieorganicznych (wanadowych), dlatego bardzo wartościowa okazała się możliwość porównania ich z nowym typem elektrolitu.

Dr inż. Pekka Peljo z Aalto University zgodził się zostać drugim promotorem pana Miłosza, więc zakładamy, że wiele się od niego w trakcie tej współpracy nauczymy. W związku z tym, że nasz zespół na Politechnice Gdańskiej ma dużo mniejsze doświadczenie i zaplecze, ustaliliśmy na razie, iż badania prowadzone przez nas będą uzupełniającymi, do tych które prowadzi zespół w Finlandii – komentuje profesor Krakowiak. Równolegle opracowujemy zmiany konstrukcyjne ogniwa już istniejącego, wykorzystywanego przez nas w badaniach laboratoryjnych,  jednak czy uda nam się uzyskać rozwiązanie lepsze od poprzedniego dowiemy się dopiero, gdy wrócimy do normalnego trybu pracy, po zakończeniu pandemii koronawirusa

Politechnika Gdańska Aalto University ogniwa przepływowe