Новая натрий-серная батарея имеет в 4 раза большую емкость, чем литий-ионная
Международная группа ученых, изучающих решения для хранения энергии следующего поколения, продемонстрировала экологически чистую и недорогую батарею с захватывающим потенциалом. Новая конструкция натрий-серной батареи предлагает четырехкратное увеличение энергоемкости по сравнению с типичной литий-ионной батареей и представляет собой многообещающую технологию для будущего хранения энергии в масштабе сети.
Изобретение относится к категории батарей, известных как батареи из расплавленной соли, которые существуют в различных формах уже около 50 лет.
Поскольку упор на возобновляемые источники энергии продолжает расти, ученые с оптимизмом смотрят на потенциал аккумуляторов с расплавленной солью из-за их относительной доступности и зависимости от общедоступных материалов.
Теоретически это может привести к тому, что они будут построены в более крупных масштабах, необходимых для хранения огромного количества возобновляемой энергии.
Типичные их версии основаны на химии натрий-сера и выдерживают электроды при высоких температурах, чтобы поддерживать электролит в жидком расплавленном состоянии. Ученые из Китая и Австралии объединились для разработки собственной версии, которая, по их словам, предлагает значительно улучшенные характеристики при комнатной температуре.
«Когда солнце не светит и ветер не дует, нам нужны высококачественные решения для хранения энергии, которые легко доступны», — сказал ведущий исследователь Шэньлун Чжао. «Мы надеемся, что, предоставив технологию, снижающую затраты, мы сможем быстрее достичь горизонта экологически чистой энергии».
Он и его коллеги решили устранить пару недостатков современных натрий-серных батарей, связанных с их коротким жизненным циклом и ограниченной емкостью, что препятствует их практическому применению в коммерческих целях.
В проекте команды используются электроды на основе углерода и процесс термического разложения, известный как пиролиз, для изменения реакций между серой и натрием.
В результате получилась натрий-серная батарея с высокой емкостью 1017 mAh g−1 при комнатной температуре, что, по мнению ученых, примерно в четыре раза больше, чем у литий-ионной батареи.
Важно отметить, что батарея продемонстрировала хорошую стабильность и сохранила около половины этой емкости после 1000 циклов, что названо «беспрецедентным».
«Наша натриевая батарея может значительно снизить затраты, обеспечивая при этом в четыре раза большую емкость», — сказал Шэньлун Чжао.
«Это значительный прорыв в развитии возобновляемых источников энергии, который, хотя и снижает затраты в долгосрочной перспективе, имеет несколько финансовых барьеров для входа».
Продемонстрировав технологию в батарейках типа «таблетка» в лабораторных испытаниях, исследователи теперь работают над другими версиями, поскольку они ищут путь к коммерческому использованию.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials.