Аккумуляторы для сетевых аккумуляторов энергии

Исследователи из Sandia National Laboratories разработали новый класс расплавленных натриевых батарей для хранения энергии в масштабе энергосистемы. Новый батареи был опубликован в статье, опубликованной сегодня в научном журнале. Cell Reports Physical Science.


Батареи с расплавленным натрием уже много лет используются для хранения энергии из возобновляемых источников, таких как солнечные панели и ветряные турбины. Однако коммерчески доступные батареи с расплавленным натрием, называемые натриево-серными батареями, обычно работают при температуре 520-660 градусов по Фаренгейту. Вместо этого новая батарея с расплавленным йодидом натрия от Sandia работает при гораздо более низких температурах – 230 градусов по Фаренгейту.

«Мы работали над тем, чтобы снизить рабочую температуру расплавленных натриевых батарей до как можно более низкого физического уровня», – сказал Лео Смолл, ведущий исследователь проекта. «Есть целая каскадная экономия затрат, которая сопровождается снижением температуры батареи. Вы можете использовать менее дорогие материалы. Батареям требуется меньше изоляции, а проводка, соединяющая все батареи, может быть намного тоньше».

Однако химический состав батареи, работающий при 550 градусах, не работает при 230 градусах, добавил он. Среди основных инноваций, которые позволили снизить рабочую температуру, была разработка того, что он называет католитом. Католит – это жидкая смесь двух солей, в данном случае йодида натрия и хлорида галлия.

Основы создания лучших батарей

Основная свинцово-кислотная батарея, обычно используемая в качестве аккумулятора зажигания автомобиля, имеет свинцовую пластину и пластину из диоксида свинца с сернокислотным электролитом посередине. Когда энергия разряжается от батареи, свинцовая пластина реагирует с серной кислотой с образованием сульфата свинца и электронов. Эти заводят автомобиль и возвращаются на другую сторону батареи, где пластина из диоксида свинца использует электроны и серную кислоту для образования сульфата свинца и воды. В новой батарее с расплавленным натрием свинцовая пластина заменяется жидким металлическим натрием, а пластина из диоксида свинца заменяется жидкой смесью йодида натрия и небольшого количества хлорида галлия, сказал Эрик Сперк, ученый-материаловед. на расплавленных натриевых батареях более десяти лет.

Когда энергия разряжается от новой батареи, металлический натрий производит ионы и электроны натрия. С другой стороны, электроны превращают в иодид-ионы. Ионы натрия перемещаются через сепаратор на другую сторону, где они реагируют с ионами йодида с образованием расплавленной соли йодида натрия. Вместо сернокислотного электролита в середине батареи находится специальный керамический сепаратор, который позволяет перемещаться из стороны в сторону только ионам натрия, и ничего больше.

«В нашей системе, в отличие от -ионной батареи, все жидкое с двух сторон», – сказал Сперк. «Это означает, что нам не нужно иметь дело с такими проблемами, как материал, который претерпевает сложные фазовые изменения или разваливается; он весь жидкий. По сути, у этих батарей на жидкой основе не такой ограниченный срок службы, как у многих других батарей».

Фактически, коммерческие аккумуляторные батареи с расплавленным натрием имеют срок службы 10-15 лет, что значительно дольше, чем стандартные свинцово-кислотные батареи или литий-ионные батареи.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments