Comparative Life Cycle Assessment of a Novel Al-Ion and a Li-Ion Battery for Stationary Applications

تقييم مقارن لدورة حياة بطارية أيونات ألمنيوم مبتكرة وبطارية أيونات ليثيوم للتطبيقات الثابتة

Clicks: 392
ID: 269971
2019
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #98 of 812 articles by views in Materials (Basel, Switzerland)

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 812 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The foreseen high penetration of fluctuant renewable energy sources, such as wind and solar, will cause an increased need for batteries to store the energy produced and not instantaneously consumed. Due to the high production cost and significant environmental impacts associated with the production of lithium-ion nickel-manganese-cobalt (Li-ion NMC) batteries, several chemistries are proposed as a potential substitute. This study aims to identify and compare the lifecycle environmental impacts springing from a novel Al-ion battery, with the current state-of-the-art chemistry, i.e., Li-ion NMC. The global warming potential (GWP) indicator was selected to express the results due to its relevance to society, policy and to facilitate the comparison of our results with other research. The cradle-to-grave process-based assessment uses two functional units: (1) per-cell manufactured and (2) per-Wh of storage capacity. The results identified the battery’s production as the highest carbon intensity phase, being the energy usage the main contributor to GWP. In general, the materials and process involved in the manufacturing and recycling of the novel battery achieve a lower environmental impact in comparison to the Li-ion technology. However, due to the Al-ion’s low energy density, a higher amount of materials are needed to deliver equivalent performance than a Li-ion.
سيؤدي التغلغل العالي المتوقع لمصادر الطاقة المتجددة المتقلبة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، إلى زيادة الحاجة إلى البطاريات لتخزين الطاقة المُنتَجة وغير المستهلكة لحظياً. ونظراً لارتفاع تكلفة الإنتاج والآثار البيئية الكبيرة المرتبطة بإنتاج بطاريات الليثيوم-أيون (نيكل-منغنيز-كوبالت) (Li-ion NMC)، تُقترح العديد من التركيبات الكيميائية كبدائل محتملة. وتهدف هذه الدراسة إلى تحديد ومقارنة الآثار البيئية لدورة الحياة الناجمة عن بطارية ألمنيوم-أيون (Al-ion) مبتكرة، مقارنةً بالتركيبة الكيميائية الأحدث والأكثر تطوراً في الوقت الراهن، والمتمثلة في بطاريات Li-ion NMC. وقد تم اختيار مؤشر إمكانية الاحترار العالمي (GWP) للتعبير عن النتائج نظراً لأهميته للمجتمع ولراسمي السياسات، فضلاً عن تيسير مقارنة نتائجنا بالأبحاث الأخرى. ويستخدم التقييم القائم على العمليات والممتد من المهد إلى اللحد وحدتين وظيفيتين: (1) لكل خلية مُصنَّعة، و(2) لكل واط-ساعة من سعة التخزين. وقد بينت النتائج أن مرحلة إنتاج البطارية هي المرحلة ذات الكثافة الكربونية الأعلى، حيث كان استهلاك الطاقة المساهم الرئيسي في إمكانية الاحترار العالمي. وبوجه عام، تحقق المواد والعمليات الداخلة في تصنيع البطارية الجديدة وإعادة تدويرها أثراً بيئياً أقل مقارنةً بتقنية الليثيوم-أيون. ومع ذلك، ونظراً لانخفاض كثافة الطاقة في بطاريات أيونات الألمنيوم، فإن الأمر يتطلب كمية أكبر من المواد لتقديم أداء مكافئ لأداء بطاريات الليثيوم-أيون.
Reference Key
delgado2019materialscomparative Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Mario Amin Salgado Delgado;Lorenzo Usai;Linda Ager-Wick Ellingsen;Qiaoyan Pan;Anders Hammer Strømman;Salgado Delgado, Mario Amin;Usai, Lorenzo;Ellingsen, Linda Ager-Wick;Pan, Qiaoyan;Hammer Strømman, Anders;
Journal Materials (Basel, Switzerland)
Year 2019
DOI
10.3390/ma12193270
URL
https://www.mdpi.com/1996-1944/12/19/3270
Keywords
life cycle assessment cradle-to-grave industrial ecology aluminium-ion lithium-ion stationary battery decentralized energy systems

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.