Ameriški znanstveniki so razvili novo vrsto baterije s staljeno soljo, ki naj bi dosegla shranjevanje energije na ravni omrežja pri nižji temperaturi in nizkih stroških.

Z nenehnim porastom obnovljivih virov energije, kot sta veter in sončna energija, so potrebne kreativne rešitve za shranjevanje občasne energije iz narave. Potencialna rešitev je baterija s staljeno soljo, ki zagotavlja prednosti, ki jih litijeve baterije nimajo, vendar je treba nekatere težave rešiti.

Znanstveniki v Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories) v okviru ameriške nacionalne uprave za jedrsko varnost so predlagali novo zasnovo, ki lahko odpravi te pomanjkljivosti, in dokazali novo baterijo s staljeno soljo, združljivo s trenutno razpoložljivo različico. Za primerjavo, tovrstno baterijo za shranjevanje energije je mogoče izdelati ceneje in hkrati hraniti več energije.

Poceni in učinkovito shranjevanje velikih količin energije je ključ do uporabe obnovljive energije za napajanje celotnega mesta. Čeprav ima veliko prednosti, je to tisto, kar dragi tehnologiji litijevih baterij manjka. Baterije s staljeno soljo so stroškovno učinkovitejša rešitev, ki uporablja elektrode, ki ostanejo staljene s pomočjo visokih temperatur.

»Trdo smo delali, da bi znižali delovno temperaturo staljenih natrijevih baterij na najnižjo možno fizično temperaturo,« je povedal Leo Small, vodilni raziskovalec projekta. "Med zniževanjem temperature baterije lahko zmanjša tudi skupne stroške. Uporabite lahko cenejši material. Baterije zahtevajo manj izolacije, žice, ki povezujejo vse baterije, pa so lahko tanjše."

Komercialno se ta vrsta baterije imenuje natrijeva žveplova baterija. Nekatere od teh baterij so bile razvite po vsem svetu, vendar običajno delujejo pri temperaturah od 520 do 660 °F (270 do 350 °C). Cilj ekipe Sandia je precej nižji, čeprav je za to treba premisliti, ker kemikalije, ki delujejo pri visokih temperaturah, niso primerne za delo pri nižjih temperaturah.

Razume se, da je nova zasnova znanstvenikov sestavljena iz tekoče kovine natrija in nove vrste tekoče mešanice. Ta tekoča mešanica je sestavljena iz natrijevega jodida in galijevega klorida, ki ju znanstveniki imenujejo katolit.

Kemična reakcija se pojavi, ko baterija sprosti energijo, pri čemer nastane natrijeve ione in elektrone, ki prehajajo skozi visoko selektivni ločevalni material in na drugi strani tvorijo staljeno jodidno sol.

Ta natrijevo-žveplova baterija lahko deluje pri temperaturi 110°C. Po osmih mesecih laboratorijskih testiranj je bil več kot 400-krat napolnjen in izpraznjen, kar dokazuje njegovo vrednost. Poleg tega je njegova napetost 3.6 volta, za kar znanstveniki pravijo, da je 40 % višja kot pri baterijah s staljeno soljo na trgu, zato ima višjo energijsko gostoto.

Avtorica raziskave Martha Gross je dejala: "Zaradi novega katolita, o katerem smo poročali v tem članku, smo zelo navdušeni nad tem, koliko energije je mogoče vbrizgati v ta sistem. Staljene natrijeve baterije obstajajo že desetletja in so po vsem svetu, ampak nikoli niso bili. Nihče ni govoril o njih. Torej je super, da lahko znižaš temperaturo in prineseš nekaj podatkov in rečeš: 'To je resnično izvedljiv sistem'."

Znanstveniki zdaj svojo pozornost usmerjajo v znižanje stroškov baterij, kar je mogoče doseči z zamenjavo galijevega klorida, ki je približno 100-krat dražji od kuhinjske soli. Povedali so, da je ta tehnologija še 5 do 10 let oddaljena od trženja, vendar je zanje koristna varnost baterije, saj ne ustvarja nevarnosti požara.

"To je prvi prikaz dolgotrajnega stabilnega cikla nizkotemperaturne staljene natrijeve baterije," je povedal avtor raziskave Erik Spoerke. "Naša čarovnija je, da smo določili kemijo soli in elektrokemijo, ki nam omogoča učinkovito delovanje pri 230 °F. Delajte. Ta nizkotemperaturna struktura natrijevega jodida je modifikacija staljenih natrijevih baterij."