A megújuló energiaforrások terjedésével a villamosenergia-rendszerek stabilitásának fenntartásához elengedhetetlenné vált a megbízható energiatárolási technológiák fejlesztése. A jelenlegi megoldások, például a manapság széles körben alkalmazott lítiumion-akkumulátorok hátránya, hogy drágák, előállításuk jelentős környezetterheléssel jár, a bennük található kritikus nyersanyagok – a lítium, a nikkel és a kobalt – pedig csak korlátozottan állnak a világ rendelkezésére, ráadásul sokszor konfliktuszónákban termelik ki őket, ezért használatuk ellátási kockázatokkal jár. Éppen ezért világszerte számos kutatás foglalkozik azzal, hogy olcsó és könnyen hozzáférhető anyagokból is hatékony energiatároló rendszereket lehessen készíteni.

Ebbe a trendbe illeszkedik a több energiatárolási és fenntartható energetikai megoldáson is dolgozó amerikai műszaki egyetem, a Worcester Műszaki Intézet (Worcester Polytechnic Institute, WPI) kutatóinak legújabb fejlesztése, hiszen annak használatával a fenti problémák egy része kiküszöbölhetővé válna. A tudósok ugyanis felfedezték, hogy ha a hagyományos vas-nikkel akkumulátorokhoz szilikátot adnak, akkor az jelentősen javítja a teljesítményük, és csökkenti a használatukkal járó problémákat. Az anyag ugyanis az elektroliba keverve meggátolja a hidrogéngáz képződését, ezáltal a tárolókban nem keletkezik túlnyomás, és robbanásveszély sem áll elő. Az akkumulátor ráadásul nemcsak biztonságosabban működik, de élettartama és hatékonysága is megnő, mivel a szilikát stabilizálja az elektródák, valamint az elektrolit közötti reakciókat, ezzel pedig megakadályozza, hogy a kisütés során reakcióképtelen vas-oxid alakuljon ki.

Előnyt jelent továbbá, hogy a technológiához felhasznált elemek is könnyebben elérhetők, mint a lítiumos akkumulátorok esetében. A vas a második leggyakoribb fém, illetve a negyedik leggyakoribb elem a földön, ráadásul világszerte nagy mennyiségben hasznosítják újra (csak az Egyesült Államokban évente több mint 40 millió tonna vas- és acélhulladékot dolgoznak fel). A szilikát is olcsó és könnyen hozzáférhető, ráadásul a vegyületet képező oxigén, illetve szilícium a föld első és második leggyakoribb eleme.

A harmadik lényeges komponens, a nikkel ugyan csak a 23. leggyakoribb elem a bolygón, a technológia viszont más vasalapú energiatárolási megoldásokban – például a pár éve kifejlesztett és nagyon olcsón előállítható vas-levegő akkumulátorokban – is alkalmazható lenne. Méretüknél fogva azonban ezeket az egységeket elsősorban a nagy léptékű energiatárolásban (tehát például kisebb vagy nagyobb hálózatokban) lehet majd hatékonyan alkalmazni.

A különböző akkumulátortechnológiák összehasonlítása

A WPI fejlesztése új irányt jelenthet az energiatárolásban, mivel egyesíti a gazdaságosság, a biztonság és a fenntarthatóság szempontjait. Az eredmények alapján a technológia sikeresen veheti fel a versenyt a lítiumion-rendszerekkel, különösen a hálózati és az ipari alkalmazások terén. Ez és más hasonló fejlesztések fontosak lehetnek ahhoz, hogy könnyebben meg lehessen valósítani az energiaátmenetet, mivel költséghatékonyságuk miatt a mostani megoldásoknál szélesebb körben terjedhetnek el, és ezáltal elősegíthetik, hogy a megújuló energián alapuló termelés valóban stabil alapját képezze a jövő villamosenergia-ellátásának.