Bude odpad sloužit jako baterie pro skladování energie z OZE?

• 19. 11. 2025
• Redakce

Princip fungování  

Redoxové průtokové baterie (RFB) jsou jednou z nejčastěji zmiňovaných alternativ k dosud dominantním lithium-iontovým bateriím. RFB se v podstatě skládají ze dvou nádrží, které jsou naplněné elektrolytem proudícím elektrochemickým článkem.

K rozhodujícím procesům dochází u RFB v elektrolytu, který je rozdělen do dvou velkých nádrží Každá nádrž má svoje čerpadlo a vhání elektrolyty do regeneračního palivového článku, kde přes iontoměničovou membránu probíhá chemická reakce. Energie se předává prostřednictvím membrány a je uložena v nádržích s elektrolytem.

Průtokové baterie mají negativní a pozitivní elektrolyt. V současnosti nejrozšířenějším typem průtokových baterií jsou tzv. vanadové-redoxní baterie. Tento typ RFB využívá technologie na bázi soli vanadia, která je v různých oxidačních stavech.  Průtok elektrolytu je zajištěn takovým způsobem, aby nedošlo k vzájemnému fyzickému kontaktu mezi elektrolyty z obou nádrží.

Největší výhodou průtokových baterií oproti Li-Ion bateriím je především několikanásobně vyšší životnost i účinnost. Na druhou stranu, až do současnosti se firmám, které průtokové baterie vyvíjejí, příliš nedařilo tuto technologii masově prosadit na trhu. 

Průlom na poli vědy

Vědci z Northwestern University v USA nedávno vyvinuli proces, který umožňuje přeměnit dosud nevyužitý průmyslový odpad, konkrétně molekulu triphenylfosfinoxid (TPPO). Podle vědců má TPPO potenciál nahradit vzácné kovy, jenž se právě nejvíce používají v RFB.

TPPO se produkuje jako odpadní látka při výrobě různých produktů včetně vitamínových tablet. Až do současnosti byl TPPO považován za bezcenný a spíše představoval ekologický problém a náklad na likvidaci.

Nově objevený proces využití TPPO jako organického elektrolytu podporuje vznik chemické reakce, která přechovává energii pumpováním zpět mezi elektrolyty. Na rozdíl od tradičních lithium-iontových baterií, které ukládají energii v elektrodách, RFB operují s elektrolyty a jsou vhodnější pro skladování energie zejména pro velkokapacitní užití o obnovitelné zdroje energie (OZE).

Hlavní výhody

Podle Emily Mahoney, výzkumnice z Northwestern Univerzity, nově vyvinutý  materiál TPPO vykazuje nejen vysokou energetickou hustotu srovnatelnou s kovovými konkurenty, ale současně nabízí vysokou stabilitu. Toto je obrovská výhody, neboť stávající technologie RFB nedisponují těmito parametry.

Hlavní výhodou technologie RFB je jejich životnost odhadovaná až na 15 000 až 20 000 cyklů, a také zanedbatelná degradace v čase, případné vybíjení baterie do 0 % nemá na její vlastnosti žádný vliv. Tyto baterie jsou modulární, což znamená, že jejich výkon i kapacitu lze dle zvýšených požadavků rozšiřovat při relativně nízkých nákladech.

Pro investory nezanedbatelnou výhodou představuje bezpečnost. Díky použití elektrolytů na redoxové či TPPO bázi se jedná o nehořlavé a bezpečné řešení na rozdíl od systémů na bázi lithia, takže ani při extrémním zatížení či zkratu baterie nehrozí exploze. V neposlední řadě je třeba zmínit možnost úplné recyklace baterie, kdy vanadové elektrolyty lze snadno zregenerovat do původního stavu a znovu použít pro ukládání energie.

Na druhou stranu RBG využívající TPPO nemají takovou energetickou hustotu jako lithium-iontové baterie, a proto se nehodí pro použití v automobilech či chytrých telefonech.

Největší projekt v Číně a výroba v Česku

RFB jsou tak ideální pro průmyslové a síťové aplikace, kde je požadováno dlouhodobé skladování energie s minimální degradací. Výhodou je i rychlé „dobití“ výměnou nebo doplněním elektrolytů, což výrazně zkracuje dobu obnovy oproti klasickým bateriím.

Již několik let jsou RFB  využívány v některých větších energetických projektech. Největší RFB se nachází v Číně o výkonu a kapacitě 100 MW/400 MWh, což pomáhá stabilizovat elektrickou síť při integraci obnovitelných zdrojů. Tyto baterie jsou standardně postaveny na bázi vanadu, který je sice efektivní, ale drahý a relativně toxický, což podporuje nutnost rozvoje organických alternativ.

Redoxní průtokové baterie na bázi vanadu v akademickém prostředí přes deset let vyvíjejí vědci z Plzně ve společnosti Pinflow. Nyní se vědci zabývají jejich komerční výrobou. Podle zakladatele Pinflow Jiřího Vrány jeho firma dokázala během posledních let instalovat více než sto takových systémů na všech světadílech.

V roce 2023 zahájila švýcarská společnost Arbonia ve Stříbře výrobu RFB  pro domácnosti značky STORAC. Baterie bude na trhu dodávat německá společnost Prolux Solutions, která je součástí skupiny Arbonia Group.

„Na vývoji nové baterie STORAC pracovalo více než 100 zaměstnanců naší společnosti déle než tři roky. Během tohoto procesu zařízení prošlo několika  vícestupňovými provozními testy. Díky tomu přicházíme na trh s technicky vyspělým a spolehlivým produktem již od samého počátku,“ říká Johannes Häntzschel, vedoucí obchodní jednotky společnosti Prolux Solutions.

Vývoj RFB pokračuje v laboratořích po celém světě. Cílem je důraz  na snižování nákladů a zvyšování hustoty energie, aby se RFB mohly stát konkurenceschopnou technologií i pro širší tržní segmenty.

Zatím ale stále není rozhodnuto, zda-li se  RFB v budoucnosti stanou preferovanou volbou v energetickém průmyslu, zejména v souvislosti s rostoucí integrací obnovitelných zdrojů a potřebou spolehlivého, bezpečného a modulárního skladování energie.