tehnologie – apers

Inginerii americani dezvoltă baterii cu pietre pentru stocarea energiei

Razvan — Tue, 26 May 2026 07:08:39 +0000

O echipă de ingineri din Statele Unite a dezvoltat un sistem inovator de stocare a energiei care folosește pietre și alte materiale minerale pentru acumularea căldurii. Deși este prezentată adesea drept o „baterie cu pietre”, tehnologia funcționează diferit față de bateriile clasice utilizate în automobile electrice sau în sistemele de stocare a energiei electrice.

În loc să stocheze electricitate direct, instalația transformă energia electrică în căldură, pe care o păstrează ulterior în materiale capabile să reziste la temperaturi foarte ridicate.

Cum funcționează sistemul

Principiul de funcționare este relativ simplu. Atunci când există surplus de energie electrică în rețea sau producție abundentă din surse regenerabile, energia este folosită pentru încălzirea unor materiale minerale speciale.

Aceste materiale pot atinge temperaturi de sute sau chiar peste o mie de grade Celsius, acumulând cantități importante de energie termică.

Ulterior, căldura stocată poate fi utilizată pentru procese industriale, producerea de abur sau alte aplicații care necesită temperaturi ridicate.

Spre deosebire de bateriile electrochimice, unde energia este păstrată sub formă de reacții chimice, aici energia este stocată pur și simplu sub formă de căldură.

De ce sunt folosite pietrele

Materialele minerale prezintă câteva avantaje importante pentru astfel de aplicații.

În primul rând, costul este mult mai redus decât în cazul bateriilor litiu-ion. Pietrele, cărămizile refractare sau alte materiale similare sunt abundente și relativ ieftine.

În al doilea rând, acestea pot rezista la temperaturi foarte ridicate și la numeroase cicluri de încălzire și răcire fără degradări majore.

De asemenea, riscurile asociate incendiilor sau reacțiilor chimice sunt semnificativ mai mici comparativ cu tehnologiile bazate pe acumulatori electrochimici.

O soluție pentru industrie

Principala destinație a acestor sisteme nu este alimentarea locuințelor cu energie electrică, ci furnizarea de căldură pentru industrie.

Numeroase sectoare economice consumă cantități uriașe de energie termică pentru producerea de oțel, ciment, produse chimice sau alte materiale industriale.

În prezent, mare parte din această căldură este obținută prin arderea combustibililor fosili. Sistemele de stocare termică ar putea permite utilizarea energiei electrice provenite din surse regenerabile pentru generarea și stocarea căldurii necesare proceselor industriale.

Avantaje și limitări

Printre avantajele principale ale tehnologiei se numără costurile reduse ale materialelor, durata mare de viață și posibilitatea stocării unor cantități importante de energie.

În plus, sistemele pot valorifica surplusurile de energie solară și eoliană care altfel ar putea fi pierdute.

Există însă și limitări. Dacă energia termică trebuie transformată din nou în electricitate, apar pierderi suplimentare de eficiență. Din acest motiv, tehnologia este considerată mai potrivită pentru aplicațiile care utilizează direct căldura stocată.

Deși denumirea de „baterie cu pietre” poate părea neobișnuită, principiul din spatele tehnologiei este unul surprinzător de simplu: transformarea surplusului de energie electrică în căldură și păstrarea acesteia în materiale ieftine și rezistente.

Interesul tot mai mare pentru astfel de soluții arată că viitorul stocării energiei nu va depinde exclusiv de bateriile litiu-ion. În paralel cu dezvoltarea acumulatorilor electrochimici, industria caută metode mai ieftine și mai eficiente pentru gestionarea energiei, iar stocarea termică începe să fie privită ca o alternativă viabilă pentru sectoarele cu un consum ridicat de căldură.

Pe termen lung, aceste sisteme nu par destinate să înlocuiască bateriile clasice, ci să rezolve o problemă diferită. Pentru multe fabrici, obiectivul principal nu este stocarea electricității, ci obținerea unei surse de căldură curate și disponibile la nevoie. Din acest motiv, tehnologiile bazate pe pietre, cărămizi refractare sau alte materiale minerale ar putea juca un rol tot mai important în procesul de decarbonizare a industriei.

România și calculul cuantic: acces real sau formulare optimistă?

Razvan — Thu, 23 Apr 2026 07:20:53 +0000

Ideea că România a intrat într-un „club restrâns” al țărilor cu acces la calcul cuantic sună spectaculos. Dar, ca de multe ori în astfel de anunțuri, cheia este în formulare. Ce înseamnă, concret, acest „acces” și cât de exclusiv este, de fapt?

În primul rând, trebuie făcută o distincție clară. Accesul la tehnologie de calcul cuantic nu înseamnă automat că o țară deține propriul computer cuantic funcțional. În majoritatea cazurilor, inclusiv în Europa, accesul se face prin platforme cloud puse la dispoziție de companii sau instituții de cercetare. Universități, institute sau chiar companii pot rula experimente pe sisteme cuantice aflate fizic în alte țări, fără să dețină infrastructura propriu-zisă.

În acest sens, România nu este o excepție izolată. Mai multe instituții academice și centre de cercetare din țară au acces, de ani buni, la astfel de resurse prin platforme precum cele oferite de IBM sau alte inițiative internaționale. Proiecte universitare și colaborări europene au permis deja folosirea acestor sisteme pentru cercetare și formare, chiar dacă la scară limitată.

Afirmația că doar Spania ar mai avea acces similar în Europa este, cel mai probabil, o simplificare excesivă. În realitate, mai multe țări europene sunt implicate activ în dezvoltarea sau utilizarea tehnologiilor cuantice. Germania, Franța sau Olanda au programe naționale dedicate, iar accesul la calcul cuantic prin cloud este disponibil pentru numeroase instituții din întreg spațiul european.

Diferența apare la nivel de infrastructură proprie și investiții. Aici, România se află încă la început. Există inițiative locale și interes în creștere, dar nu vorbim încă despre centre majore de dezvoltare sau despre sisteme cuantice construite și operate local. Mai degrabă, România face parte dintr-un ecosistem mai larg, în care accesul vine prin parteneriate și proiecte comune.

Cu toate acestea, faptul că instituții din România sunt conectate la această zonă nu este de ignorat. Chiar și accesul indirect permite formarea de specialiști, dezvoltarea de competențe și participarea la proiecte internaționale. Într-un domeniu aflat încă în fază incipientă, aceste lucruri pot conta mai mult decât pare la prima vedere.

Calculul cuantic rămâne o tehnologie de frontieră, iar diferențele dintre „a avea acces” și „a dezvolta intern” sunt semnificative. România nu este, în acest moment, un jucător major în domeniu. Dar nici nu este complet în afara jocului. Iar pentru o tehnologie care abia începe să iasă din laboratoare, asta poate fi, totuși, un punct de plecare relevant.

Inginerii germani creează bateria cu 10x durată, -40°C operare

Razvan — Mon, 16 Oct 2023 08:36:17 +0000

O echipă de ingineri din Germania — condusă de Prof. Dr. Günther Hambitzer, Dr. Sebastian Heinz şi Dr. Thomas Lützenrath — au anunţat că au reuşit să dezvolte un nou tip de baterie, care marchează un adevărat „salt cuantic” faţă de bateriile litiu-ion actuale, după cum pretind inginerii. Mai mult ca atât, nu vorbim doar despre o etapă a descoperirilor iniţiale, ci despre o tehnologie pe care cei 3 şi asistenţii lor au dezvoltat-o încă în 2018 şi de atunci până azi au făcut teste, măsurări şi perfecţionări, iar între timp au obţinut şi patentările aferente acestei invenţii a lor. Să vedem în constă marele salt al noii baterii.

În primul rând, vorbind de o baterie cu stare solidă, asta înseamnă că electrolitul, stratul separator între anodul şi catodul unei baterii, nu este un lichid sau un gel, ci un material în stare solidă Bateriile cu stare solidă încă sunt puţine la număr în lume, dar ele există deja ca tip de baterie, fiind instalate de exemplu, şi pe un autobuz electric Mercedes e-Citaro Iar anul trecut publicam un articol detaliat despre bateriile ASSB, sau all solid state batteries, dezvoltate de compania QuantumScop, baterii care aveau doar substanţe solide în componenţa lor şi un separator ceramic. Ei bine, cei trei ingineri germani, având tehnologia patentată, au format compania HPB, sau High Performance Battery, cu sediul la Bonn şi spun că bateria lor este efectiv prima baterie cu stare solidă din lume de serie, cu performanţe superioare faţă de litiu-ion la toate capitolele — impact de mediu, densitate energetică, rezilienţă la fast-charge, putere, cost de producţie, ba chiar şi capacitate de operare la temperaturi mici şi durată de viaţă!

Cei trei spun că bateriile litiu-ion actuale îşi păstrează calităţile bune pe o durată de doar 1.250 cicluri de încărcare şi descărcare fast charge. Aici cifra poate un fi un pic jonglată, or, există baterii litiu-ion şi cu 3.000 cicluri de încărcare promise. Totuși, mai depinde ce înţelegem prin păstrarea calităţilor bune, până la ce nivel de degradare stabilim acea marjă, de 85, 90 sau 95%, de exemplu. Cifra de 3.000 poate părea oricum mică pentru mulţi dintre noi, de asta în multe aplicaţii mari, precum centralele de baterii, se folosesc baterii LFP, care au până la 12.000 cicluri de încărcare în prezent, cel puţin cele produse de Tesla şi Rimac.

Ceea ce spun inginerii germani, însă, e că noua lor baterie va avea o durată de viaţă de 10 ori mai lungă la aceeaşi parametri de măsurare — putere de încărcare fast charge, şi la aceeaşi limită de degradare, ajungând la 12.500 cicluri garantate. Cifra de 12.500 e garantată pe baza bateriilor de test pe care inginerii le testează din 2018 încoace, timp de 5 ani, în încărcări şi descărcări constante. Aceştia spun că bateriile lor practic nu manifestă degradare după aceste 12.500 cicluri de descărcare, prin urmare durata reală de viaţă va fi şi mai lungă, iar cifra menţionată acum va creşte. De fapt, calculele lor teoretice, din documentele de patentă, depuse în 2018, pe care le-am analizat în documentarea pentru acest articol, indicau calcule teoretice pentru o durată de viaţă de 100.000 cicluri! Dacă bateriile acestea vor demonstra măcar 1/3 din acest deziderat, vor fi cu adevărat revoluţionare!

Electrolitul solid al bateriei nu e inflamabil şi astfel bateria germanilor ar risc semnificativ mai mic de explozii şi incendii. Mai mult ca atât, noua baterie nu conţine deloc cobalt în ea, iar astfel scapă de folosirea unui minereu rar, scump, şi controversat în componenţa sa, impactul la mineritul acesteia fiind unul din cele mai mare din componenţa bateriilor actuale. Germanii spun că impactul de mediu al noii baterii va fi cu 50% mai mic decât al uneia litiu-ion.

Şi mai surprinzător e că inginerii germani anunţă că noua lor baterie operează cu o conductivitate practic neschimbată până la -40 grade Celsius! Deci, chiar şi o baterie care a ajuns la -40, poate asigura aceeaşi putere de descărcare şi încărcare, fără nevoia de a avea un sistem care s-o încălzească! Din nou, aceştia zic că au testat toate aceste declaraţii pe care le fac acum, inclusiv prin teste independente contractate la părţi terţe, şi totul e confirmat în viaţa reală, or, ei vorbesc deja despre un capitol în care sunt gata să pună în producţia de serie această baterie.

Şi se pare că nici căldura toridă nu va fi o problemă pentru noua baterie, întrucât aceleaşi teste arată păstrarea calităţilor de conductivitate până la +60 grade Celsius! Deci, avem un diapazon de 100 grade Celsius în care noua baterie poate opera fără nevoia de management termic! Practic, asta ar însemna că vreo 90% din maşinile sau aplicaţiile industriale care ar folosi o asemenea baterie nu vor trebui să consume energie pentru managementul ei termic.

Cei trei ingineri spun că metodele de producţie sunt chiar mai simple decât la bateriile litiu-ion actuale, pentru că materialele sunt mai uzuale, iar o parte din baterie e turnată în formă lichidă în etapa de producţie, după care ia formă solidă. În comunicatul de acum al germanilor nu se menţionează exact compoziţia bateriei, dar, din câte am putut extrage din descriere de volum imens din documentele de patentă, ar fi vorba de tetraclorură de aluminiu şi litiu — LiAlCl4, tratată cu dioxid de sulf în etapa de producţie. În aceleaşi documente de patentă se explică şi cum e posibil un număr atât de mare de cicluri de încărcare şi descărcare. La bateriile litiu-ion ciclul limitat e cauzat de efetul depunerii unor ion de litiu pe porii electrolitului, în timp, formând dendrite, care scad conductivitatea. Aici cercetătorii spun că dendritele formate se desprind ulterior înapoi când ionii trec în direcţie inversă. Astfel, pierderea conductibilității este evitată în timp.

Când şi cine va pune în producţie noul tip de baterii? Elveţienii au fost cei mai rapizi în a-i contracta pe cei trei ingineri şi cei trei spun că în Elveţia deja acum se autorizează planurile pentru construcţia unei fabrici imense de baterii, de tip Gigafactory, care va produce aceste baterii. Cerere pentru ele există imensă, mai ales dacă în scurt timp după startul producţie toţi aceşti parametri se vor confirma. Dar, dacă cei din Elveţia au şi contractat tehnologia şi au şi demarat investiţiile pentru construcţia unei Gigafactory, înseamnă că toate aceste lucruri au trecut printr-un filtru riguros de verificări şi validări.

Şi asta înseamnă că în următorii ani ne aşteaptă un salt imens în lumea bateriilor! Durată de viaţă de 10 ori mai mare şi poate chiar mai mult! Încărcări fast-charge nelimitat, pentru că nu afectează durata de viaţă. Fără cobalt! Şi cu funcţionare fără pierderi de la -40 la +60 grade Celsius! E într-adevăr un salt cuantic în parametri!

Sursa.