Американські вчені розробили новий тип батареї з розплавленої солі, яка, як очікується, забезпечить накопичення енергії на рівні мережі при більш низькій температурі та низької вартості.

У зв’язку з безперервним зростанням відновлюваних джерел енергії, таких як енергія вітру та сонця, потрібні креативні рішення для зберігання періодичної енергії природи. Потенційним рішенням є батарея розплавленої солі, яка надає переваги, яких не мають літієві батареї, але деякі проблеми необхідно вирішити.

Вчені з Національних лабораторій Сандіа (Sandia National Laboratories) при Національному управлінні ядерної безпеки США запропонували нову конструкцію, яка може вирішити ці недоліки, і продемонстрували нову батарею з розплавленої солі, сумісну з наявною версією. Для порівняння, такий тип акумуляторної батареї можна побудувати дешевше, зберігаючи більше енергії.

Зберігання великої кількості енергії дешево та ефективно є ключем до використання відновлюваної енергії для живлення всього міста. Хоча він має багато переваг, це те, чого не вистачає технології дорогих літієвих акумуляторів. Акумулятори з розплавленими солями є більш рентабельним рішенням, в якому використовуються електроди, які залишаються розплавленими за допомогою високих температур.

«Ми наполегливо працювали, щоб знизити робочу температуру розплавлених натрієвих батарей до мінімально можливої ​​фізичної температури», — сказав Лео Смол, провідний дослідник проекту. «Знижуючи температуру батареї, це також може знизити загальну вартість. Ви можете використовувати дешевший матеріал. Батареї вимагають менше ізоляції, а дроти, що з’єднують усі батареї, можуть бути тоншими».

Комерційно цей тип батареї називається натрієво-сірчаною батареєю. Деякі з цих акумуляторів були розроблені в усьому світі, але зазвичай вони працюють при температурах від 520 до 660°F (270-350°C). Ціль команди Sandia набагато нижча, хоча це вимагає переосмислення, оскільки хімікати, які працюють при високих температурах, не підходять для роботи при нижчих температурах.

Зрозуміло, що новий дизайн вчених складається з рідкого металевого натрію та нового типу рідкої суміші. Ця рідка суміш складається з йодиду натрію та хлориду галію, який вчені називають католітом.

Хімічна реакція відбувається, коли батарея виділяє енергію, виробляючи іони натрію та електрони, що проходять через високоселективний розділяючий матеріал і утворюючи розплавлену йодидну сіль з іншого боку.

Цей натрієво-сірчаний акумулятор може працювати при температурі 110°C. Після восьми місяців лабораторних випробувань його зарядили та розрядили понад 400 разів, що підтвердило його цінність. Крім того, його напруга становить 3.6 вольта, що, за словами вчених, на 40% вище, ніж у батарей з розплавленої солі, представлених на ринку, тому він має вищу щільність енергії.

Автор дослідження Марта Гросс сказала: «Через новий католіт, про який ми повідомляли в цій статті, ми дуже раді, скільки енергії можна ввести в цю систему. Розплавлені натрієві батареї існують протягом десятиліть, і вони є по всьому світу, але вони ніколи не були. Ніхто про них не говорив. Тож це чудово, що можна знизити температуру і повернути деякі дані і сказати: «Це справді життєздатна система».

Зараз вчені звертають увагу на зниження вартості батарейок, чого можна досягти, замінивши хлорид галію, який приблизно в 100 разів дорожчий за кухонну сіль. Вони сказали, що до комерціалізації цієї технології ще 5-10 років, але для них вигідна безпека батареї, оскільки вона не створює ризику пожежі.

«Це перша демонстрація довготривалого стабільного циклу низькотемпературної розплавленої натрієвої батареї», – сказав автор дослідження Ерік Спурк. «Наша магія полягає в тому, що ми визначили хімію та електрохімію солі, що дозволяє нам ефективно працювати при температурі 230°F. Працюй. Ця низькотемпературна структура йодиду натрію є модифікацією розплавлених натрієвих батарей».