Inżynierowie w Chinach zaprezentowali nową konstrukcję baterii sodowo-siarkowych, która stanowi potencjalnie bezpieczniejszą i tańszą alternatywę dla technologii litowo-jonowej. To przełomowe rozwiązanie stanowi odpowiedź na rosnące obawy dotyczące bezpieczeństwa litu, rosnących kosztów i słabych punktów łańcucha dostaw.
Problem z litem
Baterie litowo-jonowe zasilają niezliczone urządzenia, od smartfonów po pojazdy elektryczne. Jednak ich zależność od litu stwarza poważny problem: lit jest podatny na przegrzanie, może zapalić się w pewnych warunkach, a jego ekstrakcja ze źródeł naturalnych jest kosztowna i problematyczna dla środowiska. Zapotrzebowanie na lit szybko rośnie, co sprawia, że problemy te stają się jeszcze bardziej palące.
Poprzednie próby akumulatorów sodowo-siarkowych nie powiodły się
Baterie sodowo-siarkowe od dawna uważane są za realną alternatywę, ale poprzednie wersje miały krytyczne ograniczenia. Wcześniejsze projekty wymagały dużych ilości metalicznego sodu, co czyniło je niepraktycznymi do powszechnego stosowania ze względów bezpieczeństwa i kosztów. Mieli także trudności z efektywnym przeprowadzeniem niezbędnych reakcji chemicznych w temperaturze pokojowej. Jak zauważyli naukowcy w niedawnym badaniu opublikowanym w Nature, „Stosowanie znacznych ilości sodu metalicznego… zagraża bezpieczeństwu i opłacalności”.
Nowy przełom
Chiński zespół badawczy ominął te przeszkody, optymalizując reakcję chemiczną wewnątrz akumulatora. W ich konstrukcji zastosowano bezelektrodową konstrukcję pod wysokim napięciem, która działa niezawodnie w temperaturze pokojowej. Nowy akumulator osiąga napięcie rozładowania wynoszące 3,6 V, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z napięciem 1,6 V stosowanym we wcześniejszych modelach.
Korzyści pod względem kosztów i bezpieczeństwa
Mówi się, że nowy akumulator sodowo-siarkowy jest znacznie tańszy w produkcji niż istniejące alternatywy, a jego koszty mogą być 100 razy niższe w porównaniu z istniejącymi akumulatorami sodowymi. Należy zauważyć, że wykorzystuje on niepalny elektrolit, w przeciwieństwie do niestabilnych ciekłych elektrolitów w standardowych akumulatorach litowo-jonowych. Ta niepalność stanowi odpowiedź na poważny problem bezpieczeństwa związany z technologiami litowo-jonowymi.
Wymagane dalsze badania
Naukowcy podkreślają, że długoterminowe i na dużą skalę bezpieczeństwo chemii akumulatorów nadal wymaga dokładnej oceny. Pomimo tego zastrzeżenia projekt ma rozwiązać obecne problemy związane z łańcuchem dostaw i bezpieczeństwem w technologiach magazynowania energii.
Potencjalne zastosowania
Zespół jest przekonany, że ich bezelektrodowa bateria sodowo-siarkowa doskonale nadaje się do magazynowania energii na skalę sieciową i zasilania urządzeń elektronicznych do noszenia. Połączenie opłacalności, bezpieczeństwa i wydajności może sprawić, że będzie to przełomowa siła na rynku akumulatorów.
Ostatecznie ta nowa technologia akumulatorów stanowi ważny krok w kierunku bardziej zrównoważonej i bezpiecznej przyszłości magazynowania energii. Kluczem jest to, czy te wyniki laboratoryjne mogą przełożyć się na stabilne i niezawodne działanie na dużą skalę.
