Νέα εβδομάδα και νέα μπαταρία: Na-ion (ιόν νατρίου), παρόμοια σε παραμέτρους με Li-ion, αλλά πολλές φορές φθηνότερη
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον (WSU) δημιούργησαν μια μπαταρία «έξτρα αλατιού» που χρησιμοποιεί νάτριο αντί για λίθιο. Το νάτριο (Na) ανήκει στην ομάδα των αλκαλιμετάλλων, έχει παρόμοιες χημικές ιδιότητες, επομένως τα κύτταρα που βασίζονται σε αυτό έχουν την ευκαιρία να ανταγωνιστούν με το Li-ion. Τουλάχιστον σε ορισμένες εφαρμογές.
Μπαταρίες ιόντων Na: πολύ φθηνότερες, ελαφρώς κατώτερες από ιόντων λιθίου, υπό έρευνα
Το νάτριο είναι ένα από τα δύο στοιχεία του επιτραπέζιου αλατιού χλωριούχου νατρίου (NaCl). Σε αντίθεση με το λίθιο, βρίσκεται σε αφθονία τόσο στα κοιτάσματα (πετροκάλαμο) όσο και στις θάλασσες και τους ωκεανούς. Επομένως, τα κύτταρα ιόντων Na- μπορεί να είναι πολλές φορές φθηνότερα από τα κύτταρα Li-ion, και παρεμπιπτόντως, πρέπει να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας τα ίδια υλικά και δομές με τα κύτταρα Li-ion.
Οι εργασίες σε κύτταρα ιόντων Na-διεξήχθησαν περίπου πριν από 50-40 χρόνια, αλλά αργότερα διακόπηκαν. Το ιόν νατρίου είναι μεγαλύτερο από το ιόν λιθίου, επομένως τα στοιχεία έχουν πρόβλημα να διατηρήσουν ένα κατάλληλο φορτίο. Η δομή του γραφίτη - αρκετά μεγάλη για ιόντα λιθίου - αποδείχθηκε ότι ήταν πολύ πυκνή για το νάτριο.
Η έρευνα έχει δει μια αναζωπύρωση τα τελευταία χρόνια, καθώς η ανάγκη για επαναχρησιμοποιήσιμες ηλεκτρικές κυψέλες έχει εκτοξευθεί στα ύψη. Οι επιστήμονες της WSU δημιούργησαν μια μπαταρία ιόντων νατρίου που θα πρέπει να αποθηκεύει μια ποσότητα ενέργειας παρόμοια με αυτή μιας παρόμοιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Επιπλέον, η μπαταρία έχει επιβιώσει σε 1 κύκλο φόρτισης και διατήρησε περισσότερο από το 000 τοις εκατό της αρχικής χωρητικότητάς της (αρχική).
Και οι δύο αυτές παράμετροι θεωρούνται «καλές» στον κόσμο των μπαταριών ιόντων λιθίου. Ωστόσο, για στοιχεία με ιόντα νατρίου, η συμμόρφωση με τις συνθήκες αποδείχθηκε δύσκολη λόγω της ανάπτυξης κρυστάλλων νατρίου στην κάθοδο. Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί ένα προστατευτικό στρώμα από οξείδιο μετάλλου και ένας ηλεκτρολύτης με διαλυμένα ιόντα νατρίου, που σταθεροποίησαν τη δομή. Διαχειρίζεται.
Το μειονέκτημα του κυττάρου ιόντων Na είναι η χαμηλότερη ενεργειακή του πυκνότητα, η οποία είναι κατανοητή όταν λαμβάνεται υπόψη το μέγεθος των ατόμων λιθίου και νατρίου. Ωστόσο, ενώ αυτό το ζήτημα μπορεί να είναι προβληματικό σε ένα ηλεκτρικό όχημα, δεν επηρεάζει πλήρως την αποθήκευση ενέργειας. Ακόμα κι αν το ιόν Na καταλαμβάνει διπλάσιο χώρο από το ιόν λιθίου, η τιμή του δύο ή τρεις φορές χαμηλότερη θα κάνει την επιλογή προφανή.
Μόνο που αυτό είναι το νωρίτερο εδώ και λίγα χρόνια...
Αυτό μπορεί να σας ενδιαφέρει:
