В результате исследований разработан электролит на основе оксида ванадия (V2O5), извлеченного из местных промышленных отходов. Лабораторные анализы подтвердили чистоту переработанного оксида ванадия на уровне 99,6%. Данный результат доказывает возможность подготовки материалов, отвечающих высоким технологическим требованиям, на базе местных ресурсов.
Инновационная технология разработана учеными лаборатории прикладной нанотехнологии Института ионно-плазменных и лазерных технологий Академии наук Республики Узбекистан.
Данная разработка позволяет хранить электроэнергию, полученную из возобновляемых источников, в больших объемах и в течение длительного времени.
Старший научный сотрудник института Шухрат Искандаров отмечает, что ванадиевые проточные аккумуляторы признаны одной из самых перспективных технологий для масштабного хранения энергии. Ключевое преимущество заключается в возможности переработки местного вторичного сырья для приготовления высококачественного электролита.
По словам Ш. Искандарова, использование ванадиевых катализаторов, применяемых при производстве серной кислоты, позволяет получать доступный и экологически безопасный электролит. Это дает возможность одновременно сокращать промышленные отходы и снижать себестоимость систем хранения энергии.
Как утверждают эксперты, обычно для ванадиевых проточных аккумуляторов используются дорогостоящие материалы сверхвысокой чистоты. Применение местного переработанного сырья делает данную технологию значительно более эффективной с экономической точки зрения.
На основе созданной технологии в лабораторных условиях подготовлена и испытана экспериментальная модель одноячеечного ванадиевого проточного аккумулятора. Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность разработки. В частности, аккумулятор стабильно работал в течение 300 циклов, энергетическая эффективность составила 90%, а емкость зафиксирована на уровне 28 mAh/g.
Шухрат Искандаров отмечает, что ванадиевые проточные аккумуляторы в корне отличаются от традиционных аналогов. Энергия в устройствах сохраняется не в твердых электродах, а в составе жидкого электролита. Это существенно продлевает срок службы. Подобные аккумуляторы рассчитаны на эксплуатацию в течение 20–25 лет и обладают ресурсом в 10000–15000 циклов заряда-разряда.
Еще одним важным преимуществом технологии является возможность локализации производства электролита, электродов и протонно-обменных мембран, составляющих основу таких систем. В будущем это послужит производству продукции для хранения энергии внутри страны и снижению импортной зависимости.
Ванадиевые проточные аккумуляторы могут применяться на солнечных и ветряных электростанциях, для обеспечения стабильности электросетей, оптимизации энергопотребления на промышленных предприятиях, а также в качестве резервных источников энергии в больницах, дата-центрах и на стратегических объектах. Специалисты подчеркивают особую значимость технологии в условиях растущей доли возобновляемых источников энергии. Устройство позволяет сохранять излишки выработанной энергии и передавать накопленный ресурс в сеть в периоды высокого спроса.
В настоящее время создан лабораторный прототип, научные исследования по его совершенствованию продолжаются. Эксперты полагают, что существует возможность внедрения технологии в промышленном масштабе.
В мире интерес к данному направлению стремительно растет. В ряде стран уже запущены крупные системы хранения энергии на базе ванадиевых проточных аккумуляторов. Развитие технологии в Узбекистане на основе местных ресурсов создает широкие экономические и технологические возможности.
М. Эшмирзаева, УзА