Проблема буферной батареи для возобновляемых источников энергии

Выбор системы буферной батареи для возобновляемых источников энергии (ВИЭ) стоит чрезвычайно остро. Основной стационарной батареей для различных аварийных систем питания и спецтехники в ХХ веке была кислотная свинцовая батарея. Быстрое развитие технологии химических источников тока (ХИТ) во второй половине ХХ века привело к созданию ряда новых ХИТ способных выполнять функции стационарной батареи. В настоящее время основными претендентами на эту роль являются литий-ионные аккумуляторы и проточные (red-ox)   аккумуляторы. Каждая из этих систем имеет свои достоинства и недостатки.

Идея  проточного  аккумулятора  (flowbattery,  redoxflowbattery) принадлежит Марии Скайлас-Казакос [1]. Сегодня эта идея воплощена в ряде промышленных образцов и динамично развивается рядом авторов. Проточный аккумулятор существенно отличается от традиционных ХИТ локализацией электрохимически активных веществ в отдельных объёмах и наличием системы циркуляции этих веществ в катодном и анодном контуре, катодный и анодный контуры разделены перфторированной катионселективной мембраной типа Na- fion. Все эти нетрадиционные для технологии ХИТ особенности делают проточный аккумулятор достаточно дорогим, как в части капитальных затратат, так и в эксплуатации. Сегодня отсутствует достаточный эксплуатационный опыт для того, чтобы сделать окончательный вывод о перспективности проточного аккумулятора для ВИЭ.

На современном этапе литий-ионный аккумулятор невозможно рассматривать, как конкретную электрохимическую ячейку. Предложено большое количество катодных материалов и некоторое количество анодных материалов, это разнообразие позволяет говорить о литий-ионных системах. Во второй половине 90х годов предложены новый катодный материал LiFePO₄ [2] и новый анодный материал [3] Li₄Ti₅O₁₂. Эти материалы отличаются жёсткой кристаллической структурой, обеспечивающей минимальные объёмные изменения при интеркаляции – деинтеркаляции лития, что определяет огромный циклический ресурс системы Li₄Ti₅O₁₂ - LiFePO₄, данная система пожаро и взрывобезопасна, способна работать с простыми неводными электролитами, сохраняет работоспособность в широком температурном диапазоне. Все перечисленные качества делают систему Li₄Ti₅O₁₂  - LiFePO₄  наиболее перспективной для применения в составе ВИЭ.