NanoFlowcell: Náhrada za akumulátory? Tohle má být konečně elektrická revoluce.

Technologie nanoFlowcell společnosti nanoFlowcell AG z Lichtenštejnska by mohla do budoucna pořádně zamíchat kartami v otázce pohonu vozidel. Od roku 2014 se tato firma pravidelně zúčastňuje se svými výrobky autosalonu v Ženevě. K prvotině Quant, což byla elektrická sportovní limuzína, se v roce 2016 přidalo sportovní kupé Quantino. Pod atraktivními tvary tohoto vozu se však ukrývá technologie, jakou dosud žádný jiný automobil nepoužil.

Co je flow baterie

Základem technologie nanoFlowcell je takzvaná Redox flow baterie. Velice zjednodušeně řečeno se jedná o jakousi kombinaci klasického palivového článku a běžného nikl-kadmiového nebo lithium-iontového akumulátoru. Redox flow baterie byly poprvé patentovány už v roce 1976 v USA. Stojí za nimi NASA, která jejich vývojem sledovala snahy vyvinout energeticky pokročilejší zařízení, které by bylo schopné uchovávat více energie během vesmírných letů. Od té doby na redox flow bateriích pracuje celá řada institucí. Hnacím motorem pro jejich vývoj jsou přednosti, které ovšem narážejí i na některé nedostatky. Ty by měla odstranit právě technologie nanoFlowcell.

Jak už jsme předeslali, redox flow baterie v zásadě spojují vlastnosti běžných elektrochemických akumulátorů, známých z celé řady odvětví s palivovými články. Základem flow baterii je tudíž elektrochemický článek. Celý systém funguje tak, že elektrolyt je čerpán z nádrže do článku redox flow baterie.

NanoFlowcell QUANTiNO je připraveno pro sériovou výrobu

U technologie nanoFlowcell se však používají dvě nádrže, naplněné elektrolytem tvořeným metalickými kovy ve vodném roztoku (někdy se to nazývá bi-ION elektrolyt). Jak oxidační, tak i redukční proces probíhají v baterii současně, při tom se chemická energie mění v elektrickou. V podstatě dochází, stejně jako u redox flow baterií, k průběžnému nahrazování již vybitého elektrolytu novým, uloženým ve zmíněných nádržích. Technologie nanoFlowcell tak v zásadě vylepšuje starší technologii redox flow baterií. Vzniklá elektrická energie je následně dodávána elektromotoru, který vůz pohání.

Stejné výkony, vyšší životnost

V otázce energetických pochodů je nanoFlowcell podobné běžným olověným akumulátorům s elektrolytem na bázi kyseliny sírové. Výhodou olověných akumulátorů je schopnost rychlého nabíjení a vybíjení, nevýhodou relativně malá měrná energie, jež činí 30 Wh/kg. Pokud ji chcete zvýšit, znamená to zvětšit také hmotnost akumulátoru. V souvislosti s akumulátory se občas objevuje takzvaný paměťový efekt. Ač tento termín nemá dodnes jednotné vyjádření a bývá interpretován různě, v podstatě vzniká u nikl-kadmiových akumulátorů při jejich opakovaném vybíjení, a to po zhruba 500 nabíjecích/vybíjecích cyklech. V praxi se paměťový efekt projevuje náhlým poklesem napětí článku o 50 až 100 mV, ovšem při tom nedochází k poklesu kapacity článku. U flow baterií s technologií nanoFlow by k tomuto jevu docházet nemělo.

V porovnání s běžnými olověnými bateriemi je řádově vyšší měrný výkon, který dosahuje 6000 W/kg. Pro srovnání u olověných akumulátorů je to 100 W/kg, u lithium-ion pak 300 až 4000 W/kg. Měrná kapacita dosahuje 600 Wh/kg, zatímco u olověných akumulátorů pouhých 30 Wh/kg. U Li-on baterek pak zhruba čtyřnásobek. Pokud porovnáte redox flow baterie, případně nanoFlowcell, s klasickými palivovými články, pak nespornou výhodou je absence vodíku, který není zrovna bezpečný.

Velký dojezd, rychlé „tankování“

Firma nanoFlowcell AG udává jako výhodu také velký akční rádius. V době premiéry vozu Quant byl udáván dojezd vozu na jedno „natankování“ asi 600 km. Ovšem za předpokladu zvětšení objemu nádrží na specifický elektrolyt (bi-ION) na 400 litrů. To není právě málo, uvážíme-li, že současná auta mají nádrž na průměrně 50 litrů benzínu či nafty. U novějšího vozu Quantino však došlo k pokroku, neboť v jeho případě stačí nádrže na pouhých 2 krát 95 litrů, což by vozu mělo zajistit dojezd zhruba 1400 km. Alespoň takto to výrobce udává.

Exkluzivně ze Švýcarska: Quant 48Volt s revolučními akumulátory! Na stovku za 2,4 s, dojezd 1000…

V čem je tedy problém?

Nunzio La Vecchia, vedoucí vývoje u firmy nanFlowcell AG, vidí největší problém v infrastruktuře. K tomu, aby se celý pohon prosadil, bylo by zapotřebí vybudovat sít čerpacích stanic na elektrolyt bi-ION. Problém je také s výrobou a samozřejmě distribucí. Bohužel tisková zpráva neuvádí příliš podrobností o celé technologii.

Pokud budeme vycházet z technologie redox flow baterií, pak u nich je ještě jeden zásadní problém. A sice používání jedovatých sloučenin, například vanadu či bromidu zinečnatého. Druhým nedostatek je dost kolísavá cena vanadu na volném trhu. Ale jak už jsme předeslali, není jasné, zda se vanad či bromid zinečnatý v technologii nanoFlowcell také používá. Uvidíme, s čím společnost nanoFlowcell AG přijde na nadcházejícím autosalonu v Ženevě.