Americkí vedci vyvinuli nový typ batérie z roztavenej soli, od ktorej sa očakáva, že dosiahne skladovanie energie na úrovni siete pri nižšej teplote a nízkych nákladoch.

S neustálym nárastom obnoviteľných zdrojov energie, ako je veterná a slnečná energia, sú potrebné kreatívne riešenia na ukladanie prerušovanej energie z prírody. Potenciálnym riešením je batéria z roztavenej soli, ktorá poskytuje výhody, ktoré lítiové batérie nemajú, ale je potrebné vyriešiť niektoré problémy.

Vedci zo Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories) pod americkým Národným úradom pre jadrovú bezpečnosť navrhli nový dizajn, ktorý dokáže vyriešiť tieto nedostatky a demonštrovali novú batériu z roztavenej soli kompatibilnú s aktuálne dostupnou verziou. V porovnaní s tým môže byť tento druh batérie na ukladanie energie skonštruovaný lacnejšie a zároveň skladovať viac energie.

Lacné a efektívne skladovanie veľkého množstva energie je kľúčom k využívaniu obnoviteľnej energie na napájanie celého mesta. Hoci má mnoho výhod, práve to chýba technológii drahých lítiových batérií. Batérie s roztavenou soľou sú cenovo výhodnejším riešením, ktoré využíva elektródy, ktoré zostávajú roztavené pomocou vysokých teplôt.

„Tvrdo sme pracovali na znížení pracovnej teploty roztavených sodíkových batérií na najnižšiu možnú fyzickú teplotu,“ povedal Leo Small, vedúci výskumník projektu. "Pri znížení teploty batérie môže tiež znížiť celkové náklady. Môžete použiť lacnejší materiál. Batérie vyžadujú menej izolácie a vodiče spájajúce všetky batérie môžu byť tenšie."

Komerčne sa tento typ batérie nazýva sodno-sírová batéria. Niektoré z týchto batérií boli vyvinuté celosvetovo, ale zvyčajne pracujú pri teplotách 520 až 660 °F (270 až 350 °C). Cieľ tímu Sandia je oveľa nižší, aj keď si to vyžaduje prehodnotenie, pretože chemikálie, ktoré fungujú pri vysokých teplotách, nie sú vhodné na prácu pri nižších teplotách.

Je zrejmé, že nový dizajn vedcov pozostáva z tekutého kovového sodíka a nového typu tekutej zmesi. Táto tekutá zmes sa skladá z jodidu sodného a chloridu gália, ktorý vedci nazývajú katolyt.

K chemickej reakcii dochádza, keď batéria uvoľňuje energiu, pričom vznikajú sodíkové ióny a elektróny prechádzajúce cez vysoko selektívny separačný materiál a na druhej strane vytvárajú roztavenú jodidovú soľ.

Táto sodno-sírová batéria môže pracovať pri teplote 110°C. Po ôsmich mesiacoch laboratórneho testovania bol nabitý a vybitý viac ako 400-krát, čo dokazuje jeho hodnotu. Jeho napätie je navyše 3.6 voltu, čo je podľa vedcov o 40 % vyššie ako u batérií z roztavenej soli na trhu, takže má vyššiu energetickú hustotu.

Autorka výskumu Martha Grossová povedala: "Vzhľadom na nový katolyt, o ktorom sme informovali v tomto článku, sme veľmi nadšení z toho, koľko energie je možné vstreknúť do tohto systému. Roztavené sodíkové batérie existujú už desaťročia a sú po celom svete, ale nikdy neboli. Nikto o nich nehovoril. Takže je skvelé, že dokážeme znížiť teplotu a priniesť späť nejaké údaje a povedať: „Toto je skutočne životaschopný systém.“

Vedci teraz upriamujú svoju pozornosť na znižovanie nákladov na batérie, čo možno dosiahnuť nahradením chloridu gália, ktorý je asi 100-krát drahší ako kuchynská soľ. Povedali, že táto technológia je ešte 5 až 10 rokov vzdialená od komercializácie, ale čo je pre nich výhodné, je bezpečnosť batérie, pretože nevytvára riziko požiaru.

„Ide o prvú demonštráciu dlhodobého stabilného cyklu nízkoteplotnej batérie s roztaveným sodíkom,“ povedal autor výskumu Erik Spoerke. "Našou mágiou je, že sme určili chémiu soli a elektrochémiu, ktorá nám umožňuje efektívne pracovať pri 230 °F. Práca. Táto nízkoteplotná štruktúra jodidu sodného je modifikáciou batérií s roztaveným sodíkom."