Evropská komise spustila nový inovační fond, který v průběhu následující dekády nabídne zhruba 10 miliard EUR na investice do inovativních nízkouhlíkových technologií. Prostředky na financování fondu budou získávány skrz prodej emisních povolenek.
Přechod na nízkoemisní hospodářství je jedním z cílů Evropské unie, který se v posledních letech dostává do popředí. Další navyšování podílu obnovitelných zdrojů a zejména rozvoj akumulace energie si vyžádají značné investice, přičemž finanční prostředky nabídne skrz tzv. inovační fond i Evropská komise.
V rámci nového fondu, <a href="https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/mex_20_1266" target="_blank" rel="noopener">který spustila Evropská komise v minulém týdnu zahájením první výzvy pro podání nabídek</a>, bude financována demonstrace inovativních nízkouhlíkových technologií. Z fondu tak získají prostředky přelomové technologie v oblasti obnovitelných zdrojů, energeticky náročných průmyslových odvětví, akumulace energie či zachytávání, využívání a ukládání oxidu uhličitého.
<blockquote>„Tato výzva pro projekty přichází ve správný čas. EU investuje 1 miliardu EUR ve slibné projekty, který jsou připraveny pro vstup na trh, jako například čistý vodík či jiná řešení pro energeticky náročná odvětví jako výroba oceli, cementu či chemikálií. Také podpoříme akumulaci energie, síťová řešení a zachytávání a ukládání oxidu uhličitého. Tyto rozsáhlé investice pomohou restartovat hospodářství EU,“ uvedl Frans Timmermans, výkonný místopředseda Komise pro Zelenou dohodu pro Evropu.</blockquote>
Finanční prostředky pro potřeby fondu bude Evropská komise získávat prodejem emisních povolenek, kterých do roku 2030 prodá 450 milionů. Při současných a očekávaných cenách by tyto povolenky měly snadno pokrýt potřebné investice, kdy Komise plánuje každý rok nabídnout na 1 miliardu EUR, a to do roku 2030.
<h2>První projekty by mohly být známy v příštím roce</h2>
Úspěšné projekty budou moct z fondu obdržet prostředky ve výši až 60 % dodatečných investičních a provozních nákladů, které musí vynaložit oproti současným technologiím, a to po dobu až 10 let.
V rámci první výzvy <a href="https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/videos/market-movers-europe/070620-energy-transition-lockdown-recovery-hydrogen-opec-gas-steel" target="_blank" rel="noopener">se mohou ucházet pouze nové projekty</a>, které ještě nebyly realizovány, s celkovými investičními náklady přesahujícími 7,5 milionu EUR. Do fondu se mohou zapojit projekty ze zemí EU, Islandu nebo Norska. Do fondu tak není zapojeno Švýcarsko, jehož emisní systém je pouze napojen na evropský EU ETS, Spojené království se bude moct zapojit pouze v případě, že se na své účasti dohodne s Evropskou unií v rámci vyjednávání o vztazích po Brexitu.
Developeři nyní mají čas přihlásit své projekty do 29. října, přičemž v prvním čtvrtletí příštího roku by mělo být známo, které z nich postoupí do další fáze.

Evropská Unie

Evropská komise spouští inovační fond, celkově nabídne 10 miliard EUR na čisté technologie

Zvyšování konkurenceschopnosti je dlouhodobým cílem výrobců obnovitelných zdrojů energie, přičemž v případě větrných elektráren se v posledních letech jednalo především o růst jejich velikosti. Značný pokrok je znatelný především na poli offshore větrných turbín, které vzhledem ke svému umístění na moři nejsou tolik limitovány jako jejich pevninské obdoby. Evropský výrobce Siemens Gamesa nyní představil návrh nové turbíny, která má s výkonem 14 MW pokořit rekord v podobě nejvýkonnější větrné turbíny světa.
Na větrné elektrárny vsází mnoho zemí světa jako na prostředek k dosažení vyššího podílu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Zatímco v případě v současnosti výrazně rozšířenějších pozemských turbín existuje pouze omezený potenciál pro jejich velikost vzhledem k přepravním omezením a minimální vzdálenosti od zastavěných oblastí, v případě turbín umístěných na moři lze uvažovat o výrazně větších rozměrech.
Velkou pozornost vzbudilo <a href="https://oenergetice.cz/obnovitelne-zdroje/nove-obri-vetrne-turbiny-vyrobi-45-vice-elektriny-nez-soucasne-modely-dosahnou-vysky-260-m" target="_blank" rel="noopener">představení větrné turbíny Haliade-X</a> výrobce GE Renewable Energy, <a href="https://oenergetice.cz/vetrne-elektrarny/obri-vetrne-turbiny-krok-blize-ve-francii-vyrobili-prvni-lopatku-svete-delsi-nez-100-metru" target="_blank" rel="noopener">která se pyšní úctyhodnými lopatkami o délce 107 metrů</a>, díky nimž má disponovat instalovaným výkonem 12 MW. <a href="https://oenergetice.cz/elektrarny-evropa/nejvetsi-vetrna-turbina-svete-haliade-x-zacala-vyrabet-elektrinu" target="_blank" rel="noopener">První prototyp byl přitom již </a><a href="https://oenergetice.cz/elektrarny-evropa/nejvetsi-vetrna-turbina-svete-haliade-x-zacala-vyrabet-elektrinu" target="_blank" rel="noopener">spuštěn, a to </a><a href="https://oenergetice.cz/elektrarny-evropa/nejvetsi-vetrna-turbina-svete-haliade-x-zacala-vyrabet-elektrinu" target="_blank" rel="noopener">ke konci loňského roku v nizozemském Rotterdamu</a>. Sériová výroba má být zahájena v příštím roce.
Konkurence v podobě další evropské společnosti, Siemens Gamesa, nicméně pouhých několik měsíců po spuštění prototypu Haliade-X <a href="https://www.siemensgamesa.com/en-int/newsroom/2020/05/200519-siemens-gamesa-turbine-14-222-dd" target="_blank" rel="noopener">představila novou větrnou turbínu, která má současného obra pokořit</a>.
<h2>Čím větší, tím lepší</h2>
Nová turbína určená pro offshore aplikace s označením SG 14-222 DD má s lopatkami o délce 108 metrů nabídnout instalovaný výkon 14 MW. Podle výrobce by přitom s využitím blíže nespecifikované funkce Power Boost mohla dosahovat výkonu až 15 MW.
<blockquote>„Zvětšujeme k lepšímu. Bezpečné a udržitelné dodávky čisté energie pro naše zákazníky a společnost jako celek jsou jádrem toho, co děláme,“ řekl Markus Tacke, CEO společnosti Siemens Gamesa Renewable Energy.</blockquote>
Oproti aktuálně největšímu modelu výrobce SG 11.0-200 DD má ročně vyrobit až o 25 % více elektrické energie. Využití lehčí gondoly o hmotnosti 500 tun má přinést nižší náklady s ohledem na úsporu materiálu, což se rovněž projeví na příznivějších přepravních nákladech.
<blockquote>„Offshore je v naší DNA. Od té doby, kdy jsme pomohli vytvořit offshore větrný průmysl v roce 1991, jsme rozhodnuti bezpečně zvýšit provozní výkonnost, minimalizovat technologická rizika a stále snižovat sdružené náklady na výrobu energie,“ uvedl Andreas Nauen, CEO offshore obchodní divize Siemens Gamesa.</blockquote>
První prototyp by měl být podle výrobce hotov v roce 2021, přičemž komerčně dostupná by turbína měla být od roku 2024.
Zdroj úvodní fotografie: Siemens Gamesa

Větrné elektrárny

Nový Goliáš na poli větrné energetiky: SG představila největší turbínu světa

Technologie návrhu a výroby baterií prochází v posledních letech prudkým vývojem, který táhne rostoucí objem elektronických zařízení, stejně jako jejich větší význam v energetice a na poli elektromobility. Tým vědců ze dvou britských univerzit nyní představil novou metodu založenou na strojovém učení, která dokáže posoudit stav baterie až 10x přesněji než běžně využívané metody. To by podle vědců mělo přispět ve vývoji lepších a bezpečnějších baterií.
Odhadování aktuálního stavu a zbývající životnosti lithium-iontových baterií je jednou z největších překážek, která v současné době omezuje jejich rychlejší rozšiřování, například v oblasti elektromobility. Výkonnost baterie s postupem času a rostoucím počtem nabíjecích a vybíjecích cyklů klesá. Na vině je řada chemických procesů, přičemž jednotlivě podle vědců nemají žádný zásadní vliv na životnost baterie, avšak jejich kombinace ji může výrazně ovlivnit.
Současné neinvazivní metody, které se využívají pro posouzení stavu baterie bez jejího mechanického poškození, jsou běžně založeny na měření napětí a proudu během jejího nabíjení a vybíjení. Tyto metody však nedokáží detailně posoudit důležité faktory, které vypovídají o stavu baterie. Novou cestu by však mohla nabídnout umělá inteligence, která začíná pomalu pronikat do mnoha průmyslových odvětví.
<h2>Strojové učení má nabídnout neinvazivní diagnostiku baterií</h2>
Britští vědci z univerzit v Cambridgi a Newcastlu tak <a href="https://www.cam.ac.uk/research/news/ai-techniques-used-to-improve-battery-health-and-safety" target="_blank" rel="noopener">navrhli novou neinvazivní metodu monitorování stavu baterií založenou na technologii strojového učení</a>, která spočívá ve vysílání elektrických signálů do baterie a analýze její odezvy.
<blockquote>„Bezpečnost a spolehlivost jsou nejdůležitějšími kritérii v době, kdy vyvíjíme baterie, které dokáží uskladnit mnoho energie v malém prostoru. Věřím, že vylepšení softwaru pro sledování nabíjení a vybíjení a využitím softwaru pro řízení nabíjecích procesů založeného na datech, můžeme dosáhnout značného vylepšení výkonnosti baterií,“ říká jeden z vedoucích projektu, Alpha Lee z Cavendishovy laboratoře při Cambridgeské univerzitě.</blockquote>
K analýze velkého objemu získaných dat vědci využili techniku strojové učení, formy umělé inteligence. Pro vytrénování svého modelu vědci provedli více než 20 tisíc experimentálních měření, čímž získali údajně vůbec největší podobnou datovou sadu. Takto velký počet měření je nezbytný pro to, aby model dokázal odlišit důležité signály od bezvýznamného šumu.
Podle vědců by jejich model rovněž mohl poskytnout cenné informace o mechanismu stárnutí baterií. Model může identifikovat elektrické signály, které jsou nejsilněji korelovány se stárnutím, což by vědcům ve výsledku mohlo pomoci navrhnout specifické experimenty pro další zkoumání proč a jak baterie degradují.
<blockquote>„Strojové učení doplňuje a vylepšuje fyzikální porozumění. Interpretovatelné signály identifikované naším modelem jsou výchozím bodem pro budoucí teoretické a experimentální studie,“ říká vedoucí studie Yunwei Zhang z Cavendishovy laboratoře.</blockquote>
Vědci nyní využívají svou platformu pro porozumění degradace různých typů baterií a zároveň vyvíjí protokoly pro optimalizaci nabíjení baterií za pomoci strojového učení, které by měly umožnit rychlé dobíjení při minimalizaci degradace baterie.

Akumulace energie

Britští vědci využívají umělou inteligenci k návrhu lepších a bezpečnějších baterií

Německý experimentální fúzní reaktor Wendelstein 7-X prochází již řadu měsíců rozsáhlými úpravami, které mají umožnit navýšení jeho výkonu a prodloužení doby trvání jednotlivých experimentů. Nyní je na řadě divertor. Do provozu by se reaktor měl vrátit ke konci příštího roku.
Wendelstein 7-X je experimentální fúzní reaktor stelarátorového typu a zároveň největším stelarátorem na světě. Na rozdíl od rozšířenějších tokamaků je toroidní jádro stelarátorů zkrouceno. Oproti tokamakům stabilita plazmatu není zajištěna protékajícím proudem, ale magnetickým polem vnějších cívek. Nevýhodu složitější konstrukce oproti tokamaku vyvažuje jedna velice významná výhoda – možnost kontinuálního provozu.
Wendelstein 7-X je v povozu od konce roku 2015, nicméně na konci roku 2018 byl jeho provoz dočasně přerušen. Od té doby zařízení prochází vylepšeními, která umožní navýšení jeho výkonu a prodloužení doby trvání jednotlivých plazmatických pulzů. Experimenty by na reaktoru měly <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Upgrade-of-Wendelstein-7-X-continues" target="_blank" rel="noopener">podle serveru world-nuclear-news.org začít znovu probíhat ke konci roku 2021</a>.
V současné fázi je na řadě instalace divertoru, který je vůbec nejvíce namáhaným komponentem nádoby reaktoru. Desky divertoru sledují zakřivený obrys okraje plazmatu. Chrání ty oblasti stěny nádoby, na které jsou částice z okraje plazmatu směrovány pomocí magnetického pole.
Zatímco dříve byla většina komponentů chránících stěny reaktoru nechlazená, nyní budou rozsáhlé sekce stěny chlazeny vodou.
<blockquote>„Nejprve musela být většina starých komponentů vyjmuta. Instalace nových může nyní začít. Toto umožní reaktoru Wendelstein 7-X generovat plazmatické pulzy trvající až 30 minut,“ uvedl Hans-Stephan Bosch, jehož divize zodpovídá za technický provoz zařízení.</blockquote>
Nové desky divertoru, které by měly odolat tepelnému výkonu 10 MW na metr čtvereční, budou navařeny na desky ze slitiny mědi, chromu a zirkonia, které budou chlazeny protékající vodou. Nově by tak jednotlivé plazmatické pulzy měly dosahovat energie až 1 GJ oproti dřívějším 200 MJ.

Jaderné elektrárny

Upgrade německého fúzního reaktoru Wendelstein 7-X vstupuje do další fáze

Úplné pochopení a napodobení procesu fotosyntézy, který umožňuje rostlinám, řasám a dalším organizmům získávat energii ze slunečního záření, by mohlo lidstvu otevřít cestu k novému zdroji energie či přinejmenším vylepšit současné technologie. Američtí vědci nyní přišli s objevem, který vysvětluje záhadu, na kterou si vědci lámali hlavy více než 3 desetiletí.
V organismech využívajících fotosyntézu tento proces začíná absorpcí fotonu z dopadajícího světla skrz pigmenty nacházející se v buňkách. Díky absorbovanému fotonu následně elektron v pigmentu přeskočí do vyššího energetického stavu, a buňka se tak dostane do excitovaného stavu.
<blockquote>„Abyste pochopili, jak biologie pohání své aktivity, musíte porozumět přenosu elektronů. Pohyb elektronů je zásadní: je to způsob, jakým se uvnitř buňky vykonávána práce,“ říká Philip Laible, biofyzik z laboratoře Argonne.</blockquote>
Před více než 30 lety, kdy byly odhalena první struktura těchto komplexních pochodů, byli vědci překvapeni faktem, že po zachycení fotonu se uvolněný elektron mohl vydat dvěma směry. V případě rostlin, řas a bakterií využívajících proces fotosyntézy se však elektron vždy vydává stejnou cestou, což vědci nedokázali vysvětlit.
<blockquote>„Oddělení náboje přes membránu – a jeho stabilizace – je zásadní, protože vytváří energii, která pohání růst buněk,“ uvedla Deborah Hansonová, biochemička z laboratoře Argonne</blockquote>
Nyní se však vědcům z Národní laboratoře Argonne, spadající pod americké ministerstvo energetiky, a Washingtonské univerzity <a href="https://www.anl.gov/article/argonne-and-washington-university-scientists-unravel-mystery-of-photosynthesis" target="_blank" rel="noopener">podařilo ovlivnit jednotlivé kroky celého procesu, čímž dokázali změnit trajektorii uvolněného elektronu</a>.
Podle Christine Kirmaierové, chemičky z Washingtonské univerzity a vedoucí projektu, se týmu podařilo proces fotosyntézy ovlivnit do takové míry, že se uvolněný elektron vydal opačným směrem v 90 % případů.
<blockquote>„Je to důležité, protože získáváme schopnost využít tok energie k pochopení principů, které povedou k novým aplikacím abiotických systémů. To by nám umožnilo výrazně zvýšit účinnost mnoha solárních zařízení a případně je značně zmenšit. Máme zde obrovskou příležitost otevřít zcela nové obory světlem poháněných biochemických reakcí, které si nepředstavovala ani příroda. Pokud to dokážeme, bude to obrovské,“ dodává Philip Laible.</blockquote>

Technologie

Američtí vědci odhalili starou záhadu fotosyntézy, nové poznatky mohou pomoci k lepšímu využití energie Slunce

Lithium-iontové baterie jsou dnes součástí každodenního života, přičemž stále širší uplatnění nachází v posledních letech i v energetice či na poli elektromobility. Jedním z jejich hlavních nedostatků je nicméně omezená životnost způsobená jejich postupnou degradací. Mezinárodní tým vědců nyní zkombinoval dvě metody výpočetní tomografie, které <a href="https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=20928;sprache=en;seitenid=1" target="_blank" rel="noopener">umožnily virtuálně „rozvinout“ elektrody a zkoumat tak jejich stárnutí za provozu</a>.
Lithium-iontové baterie jsou v dnešní době zdrojem energie pro řadu běžných spotřebičů od mobilních telefonů po notebook, stejně tak se vyskytují v elektromobilech či v bateriových úložištích. Jejich relativně kompaktních rozměrů při zachování dostatečné plochy elektrod pro dosažení vysoké kapacity a rychlého dobíjení je často dosahováno navinutím tenké sendvičové vrstvy elektrod a elektrolytu do válce.
V této podobě je nicméně baterie takřka nemožné zkoumat běžnými metodami za jejich provozu. Mezinárodní tým vědců z Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) a University College London však nyní představil nový postup, který kombinuje dvě metody výpočetní tomografie, což umožnilo zkoumat tyto baterie přímo při nabíjení a vybíjení.
Za pomoci rentgenové tomografie byli vědci schopni analyzovat mikrostrukturu elektrod a zároveň detekovat deformace, které se v elektrodách objevují v průběhu nabíjecího cyklu.
<blockquote>„Neutronová tomografie nám na druhou stranu umožnila přímo pozorovat migraci lithiových iontů a zároveň určit, jak se v průběhu času mění distribuce elektrolytu v bateriovém článku,“ říká Ingo Manke, expert na tomografii u HZB.</blockquote>
Klíčovou roli sehrála i nová matematická metoda vyvinutá v berlínském Zuse-Institut, která vědcům následně umožnila baterie virtuálně rozvinout. Pouze po matematické analýze byli vědci schopni dospět ke konkrétním závěrům o procesech probíhajících v jednotlivých částech bateriového článku.
<blockquote>
„Tento algoritmus byl původně vyvinut pro virtuální rozvinutí papyrusových svitků. Může být ale rovněž použit, abychom zjistili, co se přesně děje v hustě navinutých bateriích,“ uvedl Manke.
</blockquote>
<h2 style="font-weight: 400;">Nové poznatky mají pomoci k vylepšení baterií</h2>
Nová metoda umožnila vědcům prozkoumat charakteristické problémy vinutých baterií. Například vnitřní části spirály dle vědců vykazovaly zcela odlišnou elektrochemickou aktivitu než vnější části. Podobně se odlišovalo chování vrchní a spodní části baterie.
Data z neutronové tomografie rovněž ukázala oblasti s nedostatkem elektrolytu, což výrazně omezuje  funkčnost baterií. Dále vědci pozorovali, že lithium do anody a z ní neproniká rovnoměrně.
<blockquote>„Proces, který jsme vyvinuli, nám poskytuje unikátní nástroj pro nahlédnutí do vnitřku baterie během jejího provozu a analýzu kde a proč dochází ke ztrátě výkonnosti. To nám umožní vyvinout konkrétní strategie pro zlepšení návrhu vinutých baterií,“ dodává Manke.</blockquote>

Vědci zkoumají stárnutí baterií pomocí výpočetní tomografie, své poznatky chtějí využít k jejich vylepšení

Baterie jsou díky své přítomnosti v mobilních telefonech a dalších zařízeních běžnou součástí každodenního života, v posledních letech však s rozvojem obnovitelných zdrojů a elektromobility začínají čím dál více pronikat i na pole energetiky. <a href="https://www.monash.edu/news/articles/supercharging-tomorrow-australia-first-to-test-new-lithium-batteries" target="_blank" rel="noopener">Australští vědci nyní představili novou lithium-sírovou baterii</a>, která má oproti podobným bateriím nabídnout vyšší životnost a ve srovnání v současné době běžně užívanými bateriemi více než čtyřnásobnou kapacitu.
Lithium-sírové (Li-S) baterie jsou v hledáčků vědců již delší dobu, jelikož oproti současným lithium-iontovým bateriím na trhu nabízí několikanásobně vyšší kapacitu. Jejich rozšíření však zatím brání relativně krátká životnost spojená s jejich rychlou degradací.
Vědci z australské Monash University nyní představili novou lithium sírovou baterii, která by měla být schopná vyššímu zatížení odolávat bez významného poklesu kapacity. Podle vědců by nová baterie, která je na pokraji komercionalizace, měla mít potenciál napájet přenosná zařízení po dobu několika dní či umožnit elektromobilům na jedno nabití ujet i více než 1000 km.
<blockquote>„Úspěšná výroba a implementace Li-S baterií v automobilech a energetických sítích zachytí významnější část hodnotového řetězce australského lithia odhadovaného na 213 miliard dolarů a bude revolucí na australském trhu s automobily a poskytne všem Australanům čistší a spolehlivější energetický trh,“ uvedl spoluautor baterie Mainak Majumder.</blockquote>
Díky lákavým parametrům, spolu s nízkými výrobními náklady, dostatkem surovin pro výrobu těchto baterií a jednodušším výrobním cyklem, by nové baterie měli být podle vědců dostatečně atraktivní pro budoucí aplikace.
Vědci již získali pro svůj výrobní proces patent a prototypy článků nechali zhotovit u německého Fraunhoferova institutu. O technologii projevilo zájem již několik z největších světových výrobců lithium-iontových baterií, přičemž další testování má probíhat na začátku letošního roku v Austrálii.
<blockquote>„Nejenže tento přístup upřednostňuje vysoce výkonné metriky a dlouhou životnost, ale je také jednoduchý a extrémně levný na výrobu pomocí procesů založených na vodě a může vést k významnému snížení objemu odpadu nebezpečného pro životní prostředí,“ říká další spoluautor projektu Matthew Hill.</blockquote>

Australští vědci vyvinuli novou baterii, jejíž kapacita čtyřnásobně překonává běžně užívané baterie

Vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Univerzity Palackého v Olomouci budou testovat využití nového uhlíkového materiálu pro ukládání energie. Na projekt získali grant Evropské výzkumné rady (ERC). Odborníci připraví dostatečné množství uhlíkového materiálu a ověří jeho použití v superkondenzátorech, sdělila dnes ČTK mluvčí univerzity Gabriela Sýkorová Dvorníková.
<blockquote>&#8222;Zájem o testování již projevila americká korporace AVX a v jednání jsou další významní výrobci z Evropy,&#8220; uvedla.</blockquote>
Fyzikální chemik Michal Otyepka z RCPTM díky projektu zúročí výsledky dřívějšího výzkumu superfunkčních uhlíkových materiálů odvozených od grafenu, které dokážou akumulovat velké množství elektrického náboje. Grafen je dvojrozměrný materiál skládající se z jediné vrstvy atomů uhlíku. Je velmi lehký, třistakrát pevnější než ocel a mimořádně vodivý.
Olomoučtí vědci ověřili, že pomocí chemické úpravy grafenu lze připravovat vhodné elektrodové materiály, které jsou hlavní součástí takzvaných superkondenzátorů využívaných například v automobilovém průmyslu či elektrotechnice. &#8222;Nyní jeden z vyvinutých materiálů, který v laboratorních podmínkách vykazuje velmi slibné výsledky, vyrobíme ve větším množství a ve spolupráci se zahraničním partnerem ho otestujeme v reálných součástkách,&#8220; uvedl Otyepka.
Zatímco dosud olomoučtí vědci běžně připravovali a testovali maximálně gramová množství materiálu, komerčnímu partnerovi ho budou muset dodat nejméně půl kilogramu.
Odborníci při vývoji nového materiálu použili běžně dostupný průmyslový lubrikant fluorografit. Chemickou syntézou z něj pak připravili nový materiál, který dokáže uchovat velké množství energie a oproti současným elektrodovým materiálům by jeho výroba mohla být levnější.
<blockquote>&#8222;Výborných výsledků dosahujeme i v počtu nabíjecích a vybíjecích cyklů, což je další z důležitých parametrů. Zatímco u podobných materiálů dochází k poklesu kapacity po tisíci nabíjecích cyklech, náš materiál je stabilní i po desítkách tisíc cyklech,&#8220; dodal Otyepka.</blockquote>

Energetika v ČR

Olomoučtí vědci budou testovat nový uhlíkový materiál pro superkondenzátory

Přestože se technologie akumulace elektrické energie, v posledních letech s lithium-iontovými bateriemi v čele, neustále vyvíjí, dlouhá doba dobíjení baterií je stále jednou z překážek pro jejich širší uplatnění v automobilovém průmyslu. Vědci z americké národní laboratoře nyní představili nový mechanismus, který by měl zkrátit dobu nabíjení Li-ion baterií na polovinu, aniž by došlo k jejich urychlené degradaci.
Dlouhá doba dobíjení baterií je jedním z hlavních neduhů vozidel s elektrickým pohonem. Vědci z Národní laboratoře Argonne, spadající pod americké ministerstvo energetiky, <a href="https://www.anl.gov/article/shedding-new-light-on-the-charging-of-lithiumion-batteries" target="_blank" rel="noopener">nyní představili nový mechanismus</a> pro urychlení nabíjení lithium-iontových baterií.
K výraznému zkrácení doby dobíjení, a to až na méně než polovinu, stačilo podle vědců jediné – vystavit katodu paprsku koncentrovaného světla (například bílého světla z xenonové lampy). Pokud by se technologii podařilo dostat na trh, mohla by podle vědců znamenat převrat na poli elektromobility.
<blockquote>„Předpokládali jsme, že během nabíjení bude bílé světlo interagovat příznivě s typickým materiálem katody, což se ukázalo jako pravdivé při našich testech článků,“ uvedl Christopher Johnson, spoluautor výzkumu.</blockquote>
Klíčovým prvkem výzkumu byla interakce mezi světlem a materiálem katody, která byla vyrobena z chemické sloučeniny LiMn2O4. Při osvětlení katody během dobíjení mangan absorbuje fotony z dopadajícího světla, čímž mění svou formu z trivalentní na tetravalentní. V důsledku se lithiové ionty z katody uvolňují výrazně rychleji než bez této excitace
<blockquote>„Naše testy článků prokázaly, že se zapnutým světlem došlo ke zkrácení doby nabíjení na polovinu. Chtěli jsme výrazně zkrátit tuto nabíjecí reakci bez poškození elektrod vlivem zvýšeného toku elektrického proudu,“ dovává Johnson.</blockquote>
Úvodní fotografie: Vizualizace fotoexcitace pro rychlé dobíjení lithium-iontových baterii. Zdroj: Argonne National Laboratory

Američtí vědci našli nový způsob, jak zkrátit dobu nabíjení Li-ion baterií na polovinu

Americký ministr energetiky Rick Perry na konferenci pořádané společně Evropskou komisí a americkým ministerstvem energetiky vyzdvihl budoucí použití malých modulárních reaktorů. Současně zopakoval, že prioritou Spojených států amerických je prodloužení životnosti stávajících reaktorů a rozvoj inovativních jaderných technologií.
Přestože je většina jaderných reaktorů, které jsou aktuálně ve výstavbě, III+ generace, stále častěji je slyšet o malých modulárních reaktorech. Naposledy se tak stalo počátkem tohoto týdne, kdy se uskutečnila první společná konference Evropské komise a amerického ministerstva energetiky. Malé modulární reaktory mají podstatně nižší výkon (desítky až nižší stovky MWe) a slibují alternativu současné generaci jaderných reaktorů.
Hlavním řečníkem byl bezesporu Rick Perry, který obhajoval malé modulární reaktory jako budoucnost jaderné energetiky. Současnou dobu pak označil jako dobu „oživení jaderné energetiky“ a „potvrzení její nezbytnosti jako spolehlivého zdroje energie“. Z kontextu pak vyplývá, že prostředkem oživení by měly být právě malé modulární reaktory.
<blockquote>„Snažíme se vdechnout nový život vizi, kterou světu představil prezidentem Eisenhower, vizi o přeměně jaderné energie pro její mírové využití. Tato vize se bohužel postupně vytrácela s časem a někde se dokonce zcela vytratila.“ Rick Perry, Ministr energetiky USA</blockquote>
Perry mimo jiné vyzdvihl možnosti malých modulárních reaktorů v odlehlých a řídce obydlených oblastech světa. Stejně tak mohou malé modulární reaktory díky méně náročné stavbě přispět k nezávislosti některých zemí, které jsou aktuálně závislé pouze na jednom zdroji energie.
Nepřímo tak poukazoval na pobaltské a východoevropské státy, které jsou v zajištění svých energetických potřeb výrazně závislé na ruských dodávkách ropy a zemního plynu.
<blockquote>„Co děláme v USA pro oživení tohoto kriticky důležitého zdroje energie? Zaprvé prodlužujeme životnost a výkonnost současných jaderných reaktorů […]. Zadruhé se snažíme uvést na trh inovativní jaderné technologie.“ Rick Perry, Ministr energetiky USA</blockquote>
Na konferenci také zaznělo, že si malé modulární reaktory zachovávají veškeré výhody stávajících jaderných reaktorů – stabilitu dodávek, nízké emise nebo také možnost skladování dostatečného množství paliva na několik let přímo v místě výroby (čímž je možné zajistit palivo dostatečně dopředu za fixní cenu nezávislou na volatilitě na trhu).
Malé modulární reaktory ovšem mají i výhody navíc oproti současné generaci elektráren – jsou stavebně menší, více flexibilní, nepotřebují vysoké investiční náklady a mohou být na rozdíl od velkých elektráren umístěny i v odlehlých oblastech světa.
<iframe id="videoplayer" src="https://europa.eu/!vw78XQ" width="852" height="400" frameborder="0" scrolling="no" allowfullscreen="allowfullscreen"></iframe> 
Malé modulární reaktory jsou v posledních letech stále více v centru pozornosti. Poté, co se Spojené státy americké přihlásily k pouhém prodloužení životnosti současných<a href="https://oenergetice.cz/rychle-zpravy/jaderna-energetika-jinak-zivotnost-reaktoru-80-let-rozvoj-malych-modularnich-reaktoru/"> jaderných elektráren a rozvoji inovativních jaderných technologií</a>, mají v úmyslu spustit první malé modulární reaktory na půdě Národní laboratoře Idaho.
Zde by se mělo nacházet celkem 12 malých modulárních reaktorů, každý o výkonu 60 MW od společnosti NuScale, se kterou v nedávné době <a href="https://oenergetice.cz/jaderne-elektrarny/cez-bude-s-americany-spolecne-rozvijet-male-jaderne-reaktory/">uzavřela partnerství i česká společnost ČEZ</a>.
Malé modulární reaktory mají být rozvíjeny i v Evropě – v posledních měsících se k možnému rozvoji přihlásilo jak <a href="https://oenergetice.cz/jaderne-elektrarny/estonsko-se-ma-vydat-smerem-malych-modularnich-reaktoru-fermi-energia-chce-vybrat-vhodny-model/">Estonsko</a>, tak například i <a href="https://oenergetice.cz/jaderne-elektrarny/polska-skupina-synthos-a-ge-hitachi-budou-spolupracovat-na-vyvoji-maleho-jaderneho-reaktoru/">Polsko</a>.
Zdroj úvodní fotografie: Filckr, Gage Skidmore