Міжнародна група вчених, які шукають рішення нового покоління для накопичення енергії, продемонстрували екологічну та недорогу батарею із захоплюючим потенціалом.
Нова конструкція натрієво-сірчаної батареї забезпечить в 4 рази більше енергетичної ємності порівняно зі звичайною літій-іонною батареєю та є багатообіцяючою технологією для майбутнього мережевого зберігання енергії.
Розробка команди належить до категорії батарей, відомих як батареї з розплавленої солі, які існують у різних формах близько 50 років. Акцент на відновлюваних джерелах енергії продовжує зростати. Отож, вчені з оптимізмом дивляться на потенціал акумуляторів з розплавленої солі для зберігання енергії, через їхню відносну доступність і залежність від загальнодоступних матеріалів. Теоретично, їх побудують у більших масштабах, необхідних для зберігання величезної кількості відновлюваної енергії.
Типові версії цих пристроїв базуються на натрій-сірчаній хімії та утримують електроди при високих температурах, щоб зберегти електроліт у рідкому розплавленому стані.
Вчені з Китаю та Австралії об’єдналися, щоб розробити власну версію, яка, за їхніми словами, натомість пропонує значно покращену продуктивність при кімнатній температурі.
«Коли сонце не світить і не дме вітер, нам потрібні високоякісні рішення для зберігання, які не зашкодять Землі та легко доступні на місцевому чи регіональному рівні», — сказав провідний дослідник доктор Шенлун Чжао з Сіднейського університету. «Ми сподіваємося, що завдяки технології, яка зменшує витрати, ми зможемо швидше досягти горизонту чистої енергії»
Чжао та його колеги вирішили усунути пару недоліків сучасних натрієво-сірчаних батарей, пов’язаних з їхнім коротким життєвим циклом і обмеженою ємністю, що перешкоджає їх практичному застосуванню в комерційних цілях. У розробці команди використовуються електроди на основі вуглецю та процес термічної деградації, відомий як піроліз, щоб змінити реакції між сіркою та натрієм.
Результатом є сірчано-натрієва батарея з високою ємністю 1017 мАг/г при кімнатній температурі, що приблизно в 4 рази більше літій-іонної батареї.
Важливо, що батарея продемонструвала хорошу стабільність і зберегла приблизно половину цієї ємності після 1000 циклів, що описано в документі команди як «безпрецедентне».
«Наша натрієва батарея має потенціал для значного зниження витрат, водночас забезпечуючи в чотири рази більшу ємність», — сказав д-р Чжао. «Це значний прорив у розвитку відновлюваної енергетики, який, хоч і знижує витрати в довгостроковій перспективі, має кілька фінансових бар’єрів для входу».
Продемонструвавши технологію в батарейках типу «таблетка» у лабораторних випробуваннях, дослідники тепер працюють над версіями з комірками, розглядаючи шлях до комерційного використання.
«Очевидно, чим швидше ми зможемо провести декарбонізацію, тим більше у нас шансів зупинити глобальне потепління», — сказав Чжао.
«Рішення для зберігання, які виготовляються з використанням значних ресурсів, таких як натрій, який можна переробити з морської води. Також можуть гарантувати більшу енергетичну безпеку у більш широкому розумінні та дозволити більшій кількості країн приєднатися до переходу до декарбонізації».