Tania bateria sodowo-siarkowa może pochwalić się 4-krotnie większą pojemnością niż litowo-jonowa.
Naukowcy mają nadzieję, że nowa, niedroga bateria, która ma czterokrotnie większą pojemność energetyczną niż baterie litowo-jonowe i jest znacznie tańsza w produkcji, znacznie obniży koszty przejścia na gospodarkę bezemisyjną.
Czytaj: Rynek recyklingu baterii litowych osiągnie 6 miliardów dolarów
Międzynarodowy zespół naukowców zajmujący się rozwiązaniami do magazynowania energii nowej generacji zademonstrował przyjazną dla środowiska i niedrogą baterię o ekscytującym potencjale.
Prowadzona przez dr Shenlonga Zhao z Uniwersyteckiej Szkoły Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej, bateria została wykonana przy użyciu siarki sodowej – rodzaju stopionej soli, którą można przetwarzać z wody morskiej – koszt produkcji znacznie niższy niż przy baterii litowo-jonowej.
Chociaż akumulatory sodowo-siarkowe (Na-S) istnieją już od ponad pół wieku, stanowią gorszą alternatywę, a ich szerokie zastosowanie ogranicza niska pojemność energetyczna i krótkie cykle życia.
Wykorzystanie prostego procesu pirolizy i elektrod węglowych w celu poprawy reaktywności siarki i odwracalności reakcji między siarką a sodem, bateria naukowców wykazuje bardzo wysoką pojemność i bardzo długą żywotność w temperaturze pokojowej.
Koniecznie zajrzyj na f7.pl
Bateria sodowo-siarkowa o dużej pojemności 1017 mAh g-1 w temperaturze pokojowej, jest, jak zauważa zespół, około czterokrotnie bardziej pojemna niż w przypadku baterii litowo-jonowej. Co ważne, bateria wykazała się dobrą stabilnością i zachowała około połowę tej pojemności po 1000 cykli, co zostało opisane w artykule zespołu jako „bezprecedensowy”.
Naukowcy twierdzą, że bateria Na-S jest również bardziej gęstą energetycznie i mniej toksyczną alternatywą dla baterii litowo-jonowych, które, choć są szeroko stosowane w urządzeniach elektronicznych i do magazynowania energii, są drogie w produkcji i recyklingu.
Według Rady ds. Czystej Energii w 2021 roku, 32,5% australijskiej energii elektrycznej pochodziło z czystych źródeł energii, a branża ta przyspiesza. Rośnie również magazynowanie energii w gospodarstwach domowych. Według ostatniego raportu w 2021 roku zainstalowano rekordową liczbę 33 000 baterii.
Bateria Na-S dr Zhao została specjalnie zaprojektowana, aby zapewnić wydajne rozwiązanie dla dużych systemów magazynowania energii odnawialnej, takich jak sieci elektryczne, przy jednoczesnym znacznym obniżeniu kosztów operacyjnych.
Czytaj: Wyjątkowy, ozdobiony tysiącami lampek tramwaj znów wyruszył na ulice Poznania
„Nasza bateria sodowa może radykalnie obniżyć koszty, zapewniając jednocześnie czterokrotnie większą pojemność. Jest to znaczący przełom w rozwoju energii odnawialnej, który, choć obniża koszty w dłuższej perspektywie, ma kilka finansowych barier wejścia” – powiedział główny badacz, dr Zhao.
„Kiedy nie świeci słońce i nie wieje wiatr, potrzebujemy wysokiej jakości rozwiązań do przechowywania, które nie kosztują nic Ziemi i są łatwo dostępne na poziomie lokalnym lub regionalnym”.
„Mamy nadzieję, że dostarczając technologię, która obniża koszty, możemy szybciej osiągnąć horyzont czystej energii. Prawdopodobnie jest to oczywiste, ale im szybciej uda nam się zdekarbonizować – tym większe mamy szanse na ograniczenie ocieplenia.”
„Rozwiązania do przechowywania, które są wytwarzane przy użyciu obfitych zasobów, takich jak sód – który można przetwarzać z wody morskiej – mogą również potencjalnie zagwarantować większe bezpieczeństwo energetyczne w szerszym zakresie i umożliwić większej liczbie krajów przyłączenie się do przejścia na dekarbonizację”.
Baterie laboratoryjne (baterie jonowe) zostały pomyślnie wyprodukowane i przetestowane w zakładzie inżynierii chemicznej Uniwersytetu w Sydney. Naukowcy planują teraz ulepszyć i skomercjalizować niedawno wyprodukowane ogniwa woreczkowe na poziomie Ah, ponieważ szukają drogi do komercyjnego użytku.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Advanced Materials.
Źródło: Uniwersytet w Sydney
