Αμερικανοί επιστήμονες ανέπτυξαν έναν νέο τύπο μπαταρίας λιωμένου αλατιού, που αναμένεται να επιτύχει αποθήκευση ενέργειας σε επίπεδο δικτύου σε χαμηλότερη θερμοκρασία και χαμηλό κόστος.

Με τη συνεχή άνοδο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, απαιτούνται δημιουργικές λύσεις για την αποθήκευση διακοπτόμενης ενέργειας από τη φύση. Μια πιθανή λύση είναι μια μπαταρία λιωμένου αλατιού, η οποία παρέχει πλεονεκτήματα που δεν έχουν οι μπαταρίες λιθίου, αλλά ορισμένα προβλήματα πρέπει να λυθούν.

Επιστήμονες στα Εθνικά Εργαστήρια Sandia (Εθνικά Εργαστήρια Sandia) υπό την Εθνική Υπηρεσία Πυρηνικής Ασφάλειας των ΗΠΑ πρότειναν ένα νέο σχέδιο που μπορεί να λύσει αυτές τις ελλείψεις και επέδειξαν μια νέα μπαταρία λιωμένου άλατος συμβατή με την τρέχουσα διαθέσιμη έκδοση. Συγκριτικά, αυτού του είδους η μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να κατασκευαστεί πιο φθηνά, ενώ αποθηκεύει περισσότερη ενέργεια.

Η αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας φθηνά και αποτελεσματικά είναι το κλειδί για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την τροφοδοσία ολόκληρης της πόλης. Αν και έχει πολλά πλεονεκτήματα, αυτό λείπει από την ακριβή τεχνολογία μπαταριών λιθίου. Οι μπαταρίες λιωμένου αλατιού είναι μια πιο οικονομική λύση που χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια που παραμένουν λιωμένα με τη βοήθεια υψηλών θερμοκρασιών.

«Εργαζόμαστε σκληρά για να μειώσουμε τη θερμοκρασία λειτουργίας των μπαταριών λιωμένου νατρίου στη χαμηλότερη δυνατή φυσική θερμοκρασία», δήλωσε ο Leo Small, επικεφαλής ερευνητής του έργου. "Ενώ μειώνεται η θερμοκρασία της μπαταρίας, μπορεί επίσης να μειώσει το συνολικό κόστος. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε φθηνότερο υλικό. Οι μπαταρίες απαιτούν λιγότερη μόνωση και τα καλώδια που συνδέουν όλες τις μπαταρίες μπορεί να είναι πιο λεπτά."

Εμπορικά, αυτός ο τύπος μπαταρίας ονομάζεται μπαταρία νατρίου-θείου. Μερικές από αυτές τις μπαταρίες έχουν αναπτυχθεί παγκοσμίως, αλλά συνήθως λειτουργούν σε θερμοκρασίες από 520 έως 660°F (270 έως 350°C). Ο στόχος της ομάδας Sandia είναι πολύ χαμηλότερος, αν και για να γίνει αυτό απαιτεί επανεξέταση, επειδή τα χημικά που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες δεν είναι κατάλληλα για εργασία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.

Εννοείται ότι το νέο σχέδιο των επιστημόνων αποτελείται από υγρό μέταλλο νατρίου και ένα νέο είδος υγρού μείγματος. Αυτό το υγρό μείγμα αποτελείται από ιωδιούχο νάτριο και χλωριούχο γάλλιο, το οποίο οι επιστήμονες αποκαλούν καθολύτη.

Μια χημική αντίδραση συμβαίνει όταν η μπαταρία απελευθερώνει ενέργεια, παράγοντας ιόντα νατρίου και ηλεκτρόνια που περνούν από το εξαιρετικά επιλεκτικό υλικό διαχωρισμού και δημιουργώντας λιωμένο ιωδιούχο άλας στην άλλη πλευρά.

Αυτή η μπαταρία νατρίου-θείου μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασία 110°C. Μετά από οκτώ μήνες εργαστηριακών δοκιμών, έχει φορτιστεί και αποφορτιστεί περισσότερες από 400 φορές, αποδεικνύοντας την αξία του. Επιπλέον, η τάση του είναι 3.6 βολτ, η οποία σύμφωνα με τους επιστήμονες είναι 40% υψηλότερη από αυτή των μπαταριών λιωμένου αλατιού στην αγορά, άρα έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα.

Η συγγραφέας της έρευνας Martha Gross είπε: "Λόγω του νέου καθολύτη που αναφέραμε σε αυτό το άρθρο, είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι με το πόση ενέργεια μπορεί να εγχυθεί σε αυτό το σύστημα. Οι μπαταρίες λιωμένου νατρίου υπάρχουν εδώ και δεκαετίες και υπάρχουν σε όλο τον κόσμο. αλλά δεν έχουν υπάρξει ποτέ. Κανείς δεν έχει μιλήσει γι' αυτά. Επομένως, είναι υπέροχο να μπορείς να χαμηλώσεις τη θερμοκρασία και να φέρεις πίσω κάποια δεδομένα και να πεις, "Αυτό είναι ένα πραγματικά βιώσιμο σύστημα".

Οι επιστήμονες στρέφουν τώρα την προσοχή τους στη μείωση του κόστους των μπαταριών, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί με την αντικατάσταση του χλωριούχου γαλλίου, το οποίο είναι περίπου 100 φορές πιο ακριβό από το επιτραπέζιο αλάτι. Είπαν ότι αυτή η τεχνολογία απέχει ακόμη 5 με 10 χρόνια από την εμπορευματοποίηση, αλλά αυτό που τους ωφελεί είναι η ασφάλεια της μπαταρίας γιατί δεν δημιουργεί κίνδυνο πυρκαγιάς.

«Αυτή είναι η πρώτη επίδειξη του μακροπρόθεσμου σταθερού κύκλου μιας μπαταρίας λιωμένου νατρίου σε χαμηλή θερμοκρασία», δήλωσε ο ερευνητής Erik Spoerke. "Η μαγεία μας είναι ότι προσδιορίσαμε τη χημεία του αλατιού και την ηλεκτροχημεία, που μας επιτρέπει να λειτουργούμε αποτελεσματικά στους 230°F. Δουλέψτε. Αυτή η δομή ιωδιούχου νατρίου χαμηλής θερμοκρασίας είναι μια τροποποίηση των μπαταριών λιωμένου νατρίου."