Baterie na teplo jako skříň, ale je jen ze soli a vody a vydrží dva měsíce

Hledání cesty, jak se zbavit závislosti na plynu, je kvůli rusko-ukrajinské válce stále intenzivnější. Třeba Nizozemsko si už před konfliktem v rámci klimatické dohody dalo za cíl instalovat 1,3 milionu tepelných čerpadel do roku 2030. 

Dnes už sice ví, že vše ve stanoveném čase nestihne, mezitím ale tamní vědci našli jiné řešení. A to unikátní tepelnou baterii, která by mohla pouze v jejich domovině nahradit skoro 3,5 milionu plynových kotlů. Tedy více než dvojnásobek plánovaných čerpadel.

„Co tady vidíme, je systém z roku 2022 s kapacitou 200 kWh. V roce 2019 jsme byli na 7 kWh, teď je to 200 kWh. Jak je vidět, je to poměrně velké zařízení, ale ukládá energii srovnatelnou se dvěma plně nabitými Teslami,“ popsal baterii pro holandskou televizi Business Channel 1 vedoucí výzkumu Olaf Adan, který je zároveň profesor aplikované fyziky na Technické univerzitě Eindhoven (TU/e).

Kapacita letošního prototypu tepelné baterie by čtyřčlenné rodině teoreticky zajistilo vytápění na dva měsíce na jedno nabití. Zařízení o velikosti větší skříně se skládá ze 30 menších modulů sestavených Nizozemci už v roce 2019. Neskrývají přitom nic jednoduššího než vodu a sůl.

„Právě jsem vám ukázal, že teplo můžete vytvořit jednoduše smícháním vody a soli, je to velice teplé, jak jste si všimla. A druhá věc je, že teplo už tam bylo uloženo a já ho sem přinesl v kapse. Uložili jsme ho tam a dokonce přepravili bez ztrát,“ vysvětlil profesor Adan reportérce BC1 princip na malé ampulce soli s obsahem vody, do níž nalil z pipety trochu vody a směs se ihned ohřála za vyloučení nepatrného množství páry.

„Začíná to solí a vodou. Tyhle dvě věci smícháme. A to uděláme v zařízení, které má uzavřený oběh vzduchu. Je to skutečně jednoduché. Recirkulaci udržujeme přímo v tomto systému. Používáme tři komponenty: ventilátor, výměník tepla a kondenzátor. Což je technologie, která už se běžně používá pro různé aplikace a jen je speciálně upravená právě pro toto využití. Nejkomplexnější je ta část, ve které probíhá reakce vodní páry a soli,“ dodal vedoucí výzkumu.

Ve stručnosti baterie tedy funguje tak, že hydrát soli neboli krystaly s vodou nejdříve absorbují teplo, čímž se vysuší a zmenší. A po přidání vody se znovu zvětší, uvolní energii „nabitou“ při vysoušení a uvolní teplo. Díky uzavřenému oběhu je navíc proces bezeztrátový.

„Není to úplně běžná kuchyňská sůl, ale typ, který používáme, je poměrně běžný. V podstatě ji získáváme z uhličitanu draselného, který je široce dostupný a jednoduše získatelný. A hezké je i to, že uhličitan draselný se vyrábí z CO2 a draslíku, takže v tom vlastně ukládáte CO2,“ prozradil původ soli a další výhodu profesor Adan.

Obsah baterie přitom není toxický, hořlavý a nepodléhá ani korozi. Sice se nejedná o běžnou sůl. Sloučenina, ze které ji nizozemští vědci získávají, se prý ale vyskytuje i třeba v sušenkách. Takže je bezpečná.

„Důležité je také to, že částice, které vyrábíme, mají velkou cyklickou stabilitu (lze je používat opakovaně – pozn. red.), a když už se něco pokazí, je snadné je recyklovat,“ uvedl dál vedoucí výzkumu.

Důležitý je ale právě i samotný zdroj energie. Nizozemskou baterii pro domácnosti by totiž mělo nabíjet odpadní teplo z tamního průmyslu. Ten ho ročně vyprodukuje zhruba 150 PJ, což je spotřeba zmíněných 3,5 milionu domácností, které od továren leží ve vzdálenosti do 30 kilometrů.

Aby technologie byla skutečně beze ztrát, baterie se budou dobíjet přímo u zdroje. A to ve spolupráci s tamní firmou SABIC a jejími dobíjecími stanicemi. Následně je budou rozvážet dodávky, které by v budoucnu měly být elektrické. A teprve až v blízkosti domů nebo přímo v nich se zapojí do sítě.

„Zařízení můžeme vyrábět i mnohem menší, ​​což znamená méně soli a méně modulů. Ale zároveň i mnohem větší, což znamená více soli a více modulů,“ doplnil možnou škálovatelnost systému profesor Adan.

Právě menší tepelné baterie o kapacitě asi 70 kWh budou už letos testovat celkem čtyři domácnosti. Dvě přímo v Eindhovenu a po jedné pak ve Francii a Polsku. To prý bude pro sběr dat stačit. Pilotní zařízení demonstrující už plnou funkčnost by pak mělo být hotové příští rok a modely pro komerční prodej v půlce roku 2024. Na dotaz ohledně návratnosti projektu reagoval vedoucí výzkumu úvahou.

„V momentě, kdy si koupíte auto, nikdo nemluví o návratnosti. Když si pořizujete novou kuchyni, nikdo nemluví o návratnosti. Ale jakmile se začneme bavit o energii – životní nutnosti, najednou se ekonomická návratnost už dostává do hry. Myslím, že za přechod na jiné zdroje budeme platit tak či onak,“ uvedl Olaf Adan.

Vědci z Technické univerzity Eindhoven získali v roce 2019 na vývoj zařízení sedm milionů eur od Evropské unie. O rok později založili vlastní malou firmu Cellsius a v současnosti už spolupracují i s několika dalšími soukromými podniky. Dostat se k současnému stavu jim trvalo přes 12 let. K objevení opravdu stabilních částic soli používali nejrůznější technologie včetně například magnetické rezonance.