Pozrite si
Medzinárodný tím vedcov demonštroval ekologickú nízkonákladovú sodíkovo-sírovú batériu so zaujímavým potenciálom. Nová technológia ponúka štvornásobné zvýšenie energetickej kapacity v porovnaní s typickou lítium-iónovou batériou a javí sa ako sľubná technológia pre budúce batériové úložiská v energetickej sieti.
Výskum spadá do kategórie batérií známych ako batérie s roztavenou soľou, ktoré existujú v rôznych formách už približne 50 rokov. Ich široké využitie však napriek relatívne nízkej cene obmedzovala nízka energetická kapacita a krátke životné cykly.
Obsah pokračuje pod reklamou
Vedci teraz pomocou jednoduchého pyrolýzneho procesu a uhlíkových elektród zlepšili reaktivitu síry a reverzibilitu reakcií medzi sírou a sodíkom, čo spôsobilo, že sa batéria Na-S zbavila svojej bývalej nevábnej povesti, pričom vykazuje super vysokú kapacitu a ultra dlhú životnosť pri izbovej teplote.
Teplotu spomíname zámerne. Typické verzie sodíkovo-sírových batérií potrebujú vysoké teploty (300 až 350 °C), aby sa elektrolyt udržal v roztavenom stave. Výskumníci z Číny a Austrálie sa spojili, aby vyvinuli vlastnú verziu, ktorá ponúka výrazne lepší výkon pri izbovej teplote.
Výsledkom je sodíkovo-sírová batéria s vysokou energetickou hustotou 1 017 Ah/kg, čo je približne štvornásobok energetickej hustoty lítium-iónových batérií. Batéria pritom preukázala dobrú stabilitu a zachovala si približne polovicu svojej kapacity aj po 1 000 cykloch, čo je podľa vedcov „bezprecedentné“.
Nuž, v porovnaní s Li-ion technológiou nie je takáto životnosť žiadnou výhrou, na druhej strane, polovičný pokles kapacity by znamenal, že aj po 1000 nabíjacích/vybíjacích cykloch by takéto batérie dokázali uložiť dvojnásobok energie. Dôležitým faktorom je aj cena a dostupnosť materiálov. Sodík sa dá veľmi lacno získať napríklad z morskej vody.
Obrázky novej technológie z elektrónového mikroskopu. Podrobnejšie informácie v článku v Advanced Materials.
Nová batéria Na-S bola podľa vedúceho výskumu Dr. Zhao-a špeciálne navrhnutá tak, aby poskytovala vysokovýkonné riešenie pre veľké systémy na ukladanie energie z obnoviteľných zdrojov, ako sú elektrické siete, pričom výrazne znižuje prevádzkové náklady.
V Austrálii ide o akútnu tému, keďže v roku 2021 pochádzalo 32,5 percenta austrálskej elektriny z obnoviteľných zdrojov. Rastie aj skladovanie energie v tamojších domácnostiach. V roku 2021 bolo v Austrálii nainštalovaných rekordných 33 000 záložných batérií.
Po demonštrácii technológie v gombíkových batériách pri laboratórnych testoch výskumníci teraz pracujú na verziách vreckových článkov a hľadajú cestu k ich komerčnému použitiu.
Nie je jasné, či by sa nový typ batérií dal efektívne využiť v sektore elektromobility. Štvornásobná energetická hustota by bola síce veľmi vítaná, ale problém by zrejme predstavovali nízke prevádzkové teploty v zime. Ale ukladanie energie má omnoho širší záber, než pohon dopravných prostriedkov. Lacnejšie a výkonnejšie batériové úložiská by boli tiež zaujímavým príspevkom k čistejšej energetike a tam by sa Na-S batérie uplatniť dali.
Výskum bol publikovaný v magazíne Advanced Materials.
Zdroj