Нова батерия с разтопена сол за съхранение в мащаб работи при ниска температура и цена

Тъй като възобновяемите форми на енергия като вятър и слънце продължават да придобиват известност, ще има нужда от креативни решения, когато става въпрос за съхраняване на енергия от източници, които са периодични по природа. Едно потенциално решение е известно като батерия с разтопена сол, която предлага предимства, които литиевите батерии нямат, но имат и своя дял от изкривявания. Учените от националните лаборатории Sandia излязоха с нов дизайн, който се занимава с редица от тези недостатъци, и демонстрира работеща батерия от разтопена сол, която може да бъде конструирана много по-евтино, като същевременно съхранява повече енергия от наличните в момента версии.

Съхраняването на огромни количества енергия по евтин и ефективен начин е името на играта, когато става въпрос за захранване на цели градове с възобновяема енергия и въпреки многото силни страни, тук скъпите технологии за литиеви батерии не достигат. Батериите с разтопена сол се оформят като по-рентабилно решение, което използва електроди, държани в разтопено състояние с помощта на високи температури. Това е нещо, което учените от Sandia работят, за да променят.

„Работим за намаляване на работната температура на разтопените натриеви батерии възможно най-ниско физически“, казва Лео Смол, водещ изследовател по проекта. “Има цяла каскадна икономия на разходи, която идва заедно с понижаване на температурата на батерията. Можете да използвате по-евтини материали. Батериите се нуждаят от по-малко изолация и окабеляването, което свързва всички батерии, може да бъде много по-тънко.”

В своята търговска форма тези батерии са известни като натриево-сярни батерии и някои от тях са разработени по целия свят, но обикновено работят при 270 до 350 ° C от 520 до 660 ° F. Екипът на Sandia е насочил прицела си много по-ниско, въпреки че това е изисквало преосмисляне, тъй като химикалите, които работят при високи температури, не се поддават добре на по-ниски температури.

Дизайнът на учените се състои от течен натриев метал, който седи от противоположната страна на керамичен сепаратор до нова течна смес от натриев йодид и галиев хлорид, която учените наричат ​​католит. Когато батерията разрежда енергия, протичат химически реакции, които произвеждат натриеви йони и електрони, които преминават през силно селективния сепаратор и произвеждат разтопена йодидна сол от другата страна.

Учените от Sandia Labs работят върху нова батерия с разтопена сол

Национални лаборатории на Ранди Монтоя / Сандия

Тази натриево-сярна батерия се оказа способна да работи при само 230 ° F (110 ° C) и доказа своята стойност в рамките на осем месеца тестване в лабораторията, през която беше заредена и разредена повече от 400 пъти. Освен това той работи при 3,6 волта, което според учените е около 40 процента по-високо от наличните в търговската мрежа батерии с разтопена сол. Това може да се равнява на версии с по-малко клетки и следователно с по-висока енергийна плътност.

„Бяхме наистина развълнувани от това колко енергия бихме могли да натъпчем в системата поради новия католит, за който докладваме в тази статия“, казва авторът на изследването Марта Грос. “Разтопените натриеви батерии съществуват от десетилетия и те са по целия свят, но никой никога не говори за тях. Така че, като можете да намалите температурата и да се върнете с някои цифри и да кажете,” това е наистина, наистина жизнеспособна система ‘е доста чиста. “

Понастоящем учените насочват вниманието си към намаляване на цената на батерията, което може да се дължи на заместването на галиев хлорид, който е около 100 пъти по-скъп от готварската сол. Те казват, че технологията все още е на пет до 10 години от комерсиализацията, но работата в тяхна полза е безопасността на батерията, която не представлява риск от пожар.

“Това е първата демонстрация на дългосрочно, стабилно циклиране на нискотемпературна батерия с разтопен натрий”, казва авторът на изследването Ерик Споерке. “Магията на това, което сме събрали, е, че сме идентифицирали солевата химия и електрохимията, които ни позволяват да работим ефективно при 230 ° F. Тази нискотемпературна конфигурация натриев йодид е нещо като преоткриване на това какво означава да имаш разтопен натриев акумулатор. “

Изследването е публикувано в списанието Cell Reports Physical Science.

Източник: Sandia Labs чрез EurekAlert

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate