Έχουν μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα (458 Wh/kg) σε σύγκριση με παλαιότερες (interestingengineering.com)
Ερευνητές ανέπτυξαν έναν νέο τύπο υλικού που θα μπορούσε να κάνει τις μπαταρίες νατρίου αποτελεσματικότερες και πιο ανταγωνιστικές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες ιόντων λιθίου.
Η ιστοσελίδα interestingengineering.com, αποκαλύπτει ότι αναπτύχθηκε από μια διεθνή ομάδα διεπιστημονικών ερευνητών (συμπεριλαμβανομένου του Ερευνητικού Εργαστηρίου Canepa στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον), το υλικό θα μπορούσε να ενισχύσει την ενεργειακή απόδοση των μπαταριών νατρίου, ανοίγοντας το δρόμο για ένα πιο βιώσιμο και προσιτό ενεργειακό μέλλον.
Οι ερευνητές τόνισαν ότι το νέο υλικό, το φωσφορικό νάτριο βανάδιο με τον χημικό τύπο NaxV2(PO4)3, βελτιώνει την απόδοση της μπαταρίας ιόντων νατρίου αυξάνοντας την ενεργειακή πυκνότητα (την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται ανά κιλό) κατά περισσότερο από 15%.
Υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα
Με υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα 458 Wh/kg σε σύγκριση με τα 396 Wh/kg στις παλαιότερες μπαταρίες ιόντων νατρίου, αυτό το υλικό φέρνει την τεχνολογία νατρίου πιο κοντά στον ανταγωνισμό με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Ο Pieremanuele Canepa (επίκουρος καθηγητής ηλεκτρολογίας και μηχανικής υπολογιστών Robert Welch στο UH και επικεφαλής ερευνητής του Canepa Lab), υποστήριξε ότι το νάτριο είναι σχεδόν 50 φορές φθηνότερο από το λίθιο και μπορεί να συλλεχθεί ακόμη και από το θαλασσινό νερό, καθιστώντας το μια πολύ πιο βιώσιμη επιλογή για μεγάλες κλίμακα αποθήκευσης ενέργειας.
«Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου θα μπορούσαν να είναι φθηνότερες και ευκολότερες στην παραγωγή, συμβάλλοντας στη μείωση της εξάρτησης από το λίθιο και κάνοντας την τεχνολογία μπαταριών πιο προσιτή παγκοσμίως» δήλωσε χαρακτηριστικά.
Πρωτότυπο μπαταρίας
Οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης ένα πρωτότυπο μπαταρίας χρησιμοποιώντας το νέο υλικό, επιδεικνύοντας σημαντικές βελτιώσεις στην αποθήκευση ενέργειας.
Το υλικό αυτό είναι το NaxV2(PO4)3, μέρος μιας ομάδας που ονομάζεται «Υπεριονικοί αγωγοί Na» ή «NaSICONs».
Έχει σχεδιαστεί για να αφήνει τα ιόντα νατρίου να κινούνται ομαλά μέσα και έξω από την μπαταρία κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, σύμφωνα με ένα δελτίο Τύπου.
Το υλικό έχει έναν μοναδικό τρόπο χειρισμού του νατρίου, επιτρέποντάς του να λειτουργεί ως μονοφασικό σύστημα.
Αυτό σημαίνει ότι παραμένει σταθερό καθώς απελευθερώνει ή προσλαμβάνει ιόντα νατρίου.
Αυτό επιτρέπει στο NaSICON να παραμένει σταθερό κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, ενώ παρέχει συνεχή τάση 3,7 βολτ έναντι μετάλλου νατρίου, υψηλότερη από τα 3,37 βολτ στα υπάρχοντα υλικά, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Οι ερευνητές υποστήριξαν επίσης ότι, ενώ αυτή η διαφορά μπορεί να φαίνεται μικρή, αυξάνει σημαντικά την ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας ή πόση ενέργεια μπορεί να αποθηκεύσει για το βάρος της.
Το «κλειδί» για την αποτελεσματικότητά του είναι το βανάδιο το οποίο μπορεί να υπάρχει σε πολλές σταθερές καταστάσεις, επιτρέποντάς του να συγκρατεί και να απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια.
«Η συνεχής αλλαγή τάσης είναι βασικό χαρακτηριστικό. Σημαίνει ότι η μπαταρία μπορεί να αποδώσει πιο αποτελεσματικά χωρίς να διακυβεύεται η σταθερότητα του ηλεκτροδίου. Αυτό αλλάζει το παιχνίδι για την τεχνολογία ιόντων νατρίου», είπε ο Canepa.
Υπερβαίνει τα όρια... μπαταριών ιόντων νατρίου
Οι ερευνητές ισχυρίστηκαν ότι οι επιπτώσεις αυτής της εργασίας εκτείνονται πέρα από τις μπαταρίες ιόντων νατρίου.
Η μέθοδος σύνθεσης που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία του NaxV2(PO4)3 θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε άλλα υλικά με παρόμοια χημεία, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για προηγμένες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας. Αυτό θα μπορούσε, με τη σειρά του, να επηρεάσει τα πάντα, από πιο προσιτές, βιώσιμες μπαταρίες μέχρι να τροφοδοτήσουν τις συσκευές μας για να μας βοηθήσουν να μεταβούμε σε μια πιο καθαρή ενεργειακή οικονομία, σύμφωνα με την έκδοση.
Ο Canepa δήλωσε ότι στόχος των ερευνητών είναι να βρουν καθαρές, βιώσιμες λύσεις για την αποθήκευση ενέργειας. Τόνισε ότι αυτό το υλικό δείχνει ότι οι μπαταρίες ιόντων νατρίου μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις υψηλής ενέργειας της σύγχρονης τεχνολογίας, ενώ είναι οικονομικά αποδοτικές και φιλικές προς το περιβάλλον.
www.worldenergynews.gr
