Zachrání hliník obnovitelnou energetiku? Kredit: Večer / Wikimedia Commons.

Obnovitelná energie je záchranou v neklidných časech a zároveň problémem. Doba fosilních paliv končí, ale obnovitelné zdroje fungují s výkyvy. Slunce svítí jen někdy a podobně funguje i vítr a další obnovitelné zdroje. Problémy jsou mezi dnem a nocí, a ještě mnohem větší, pokud jde o sezóny, tedy tam, kde nepanuje trvale tropické klima. Pokud chce svět přejít na obnovitelné zdroje, jak je známe dnes, bude potřebovat velmi efektivní kapacity pro ukládání ohromného množství energie, aby bylo možné poskytovat energii v nepříznivých obdobích roku.

Hliník klame tělem. Kredit: SPF Institute for Solar Technology.

Otázkou je, kde takové baterie vzít a přitom nezbankrotovat. Odborníci švýcarského SPF Institute for Solar Technology nabízejí jako řešení hliník, pokud se stal součástí baterie s redoxním cyklem. Nedávno spustili projekt Reveal, financovaný EU a švýcarskou vládou, společně s partnery ze 7 evropských zemí, jehož cílem je pracovat na tomto slibném nápadu.

Hliník totiž klame tělem. Ač na to na první pohled nevypadá, dokáže pojmout neuvěřitelné množství energie. Jak uvádí SPF, do jednoho kubického metru hliníku, v podobě jednolitého kusu, lze chemickou cestou uložit ohromujících 23,5 MWh. To je zhruba 50krát více, než by zvládl vyladěný lithium-iontový systém. Mohlo by to pohánět průměrnou americkou domácnost z roku 2020 po dobu 2,2 let.

Masivní bloky hliníku by nebyly příliš praktické. Tým projektu Reveal proto navrhuje používat kuličky hliníku o průměru 1 milimetr. Část kapacity pro uložení energie pochopitelně mizí, ale i tak 1 kubický metr hliníku pojme přes 15 MWh.

Koncept projektu Reveal. Kredit: SPF Institute for Solar Technology.

Samotný hliník samozřejmě nestačí. Při procesu nabíjení je využita obnovitelná energie k přeměně oxidu či hydroxidu hliníku na čistý hliník. Jde o průmyslovou elektrolýzu, která vyžaduje teploty kolem 800 °C. Budou nutné i nové inertní elektrody, aby nedocházelo k emisím oxidu uhličitého. Badatelé odhadují, že takto vytvořený hliníkový redoxní systém bude mít účinnost asi 65 procent. Všechny použité suroviny jsou relativně běžné a dostupné, nemluvě o jednoduchém skladování a transportu.

Při vybíjení hliníkové baterie postačí zmíněný proces obrátit. Funguje to za mnohem nižších teplot. Při použití reakce hliníku s vodou stačí teplota nižší než 100 °C. Výsledkem tohoto postupu je hydroxid hliníku, a také čistý vodík, kterým lze hned plnit palivové články, v nichž je vyráběna výsledná elektřina. Proces vybíjení baterie rovněž vytváří teplo, které je možné použít pro vytápění či ohřívání vody. Druhou možností, pro vybíjení hliníkové baterie, vhodnou například pro průmyslové provozy, je reakce hliníku s vodní párou při teplotě přes 200 °C, která vede ke vzniku oxidu hliníku, opět i vodíku a mnohem více tepla než v prvním případě.

Příznivá se zdá být i cena za uskladnění energie, která by mohla být o něco nižší než u srovnatelných soudobých projektů. Pokud bude vše zdárně pokračovat, mohl by se stát hliník receptem na masivní sezónní baterie pro rozvodné sítě. Nebude to ale asi hned. Projekt Reveal bude zatím do léta 2026 „pracovat na řešeních pro tento koncept.“

Literatura

New Atlas 24. 8. 2022.