Baterie sodowo-jonowe mogą sprostać wysokim wymaganiom energetycznym nowoczesnej technologii, będąc jednocześnie opłacalnymi i przyjaznymi dla środowiska
Urszula Lesman
Naukowcy podkreślili, że nowy materiał, fosforan sodowo-wanadowy, poprawia wydajność baterii sodowo-jonowych, zwiększając gęstość energii — ilość energii magazynowanej na kilogram — o ponad 15 procent. Dzięki wyższej gęstości energii wynoszącej 458 watogodzin na kilogram (Wh/kg) w porównaniu do 396 Wh/kg w starszych bateriach sodowo-jonowych, materiał ten sprawia, że technologia sodowa może stać się realną konkurencją dla baterii litowo-jonowych, opierających się na licie, pierwiastku, którego wydobycie jest w dużym stopniu pod kontrolą Chiny.
Jakie atuty ma bateria sodowo-jonowa?
Sód jest prawie 50 razy tańszy niż lit i można go nawet pozyskiwać z wody morskiej, co czyni go znacznie bardziej zrównoważoną opcją do magazynowania energii na dużą skalę. „Baterie sodowo-jonowe mogą być tańsze i łatwiejsze w produkcji, pomagając zmniejszyć zależność od litu i czyniąc technologię baterii bardziej dostępną na całym świecie” – podkreślają naukowcy.
Badacze już stworzyli prototyp baterii przy użyciu nowego materiału, wykazując znaczną poprawę w magazynowaniu energii. NaxV2(PO4)3, część grupy zwanej „przewodnikami superjonowymi Na” lub NaSICON, został zaprojektowany tak, aby jony sodu mogły płynnie przemieszczać się do i z baterii podczas ładowania i rozładowywania – informuje portal Interesting Engineering. Materiał ma unikalny sposób przetwarzania sodu, co pozwala mu działać jako układ jednofazowy. Oznacza to, że pozostaje stabilny podczas uwalniania lub pobierania jonów sodu. Dzięki temu NaSICON zachowuje stabilność podczas ładowania i rozładowywania, dostarczając ciągłe napięcie 3,7 V w porównaniu z metalicznym sodem, wyższe niż 3,37 V w istniejących materiałach, według badaczy.
Naukowcy twierdzą również, że chociaż ta różnica może wydawać się niewielka, znacznie zwiększa gęstość energii akumulatora lub ilość energii, jaką może on zmagazynować w stosunku do swojej wagi. Kluczem do jego wydajności jest wanad, który może występować w wielu stabilnych stanach, co pozwala mu przechowywać i uwalniać więcej energii. „Ciągła zmiana napięcia jest kluczową cechą. Oznacza to, że akumulator może działać wydajniej bez narażania stabilności elektrody. To przełom w technologii jonów sodowych” — powiedział Pieremanuele Canepa, adiunkt inżynierii elektrycznej i komputerowej na UH i główny badacz w Canepa Lab.
Czy sód oznacza przełom w magazynowaniu energii?
Metodę syntezy użytą do stworzenia nowych baterii, można zastosować także do innych materiałów o podobnych właściwościach chemicznych, otwierając nowe możliwości dla zaawansowanych technologii magazynowania energii. To z kolei może wpłynąć na wszystko, od bardziej przystępnych cenowo, zrównoważonych baterii po zasilanie urządzeń i pomoc w przejściu na czystszą gospodarkę energetyczną.
Profesor Canepa stwierdził, że celem badaczy jest znalezienie czystych, zrównoważonych rozwiązań w zakresie magazynowania energii. Podkreślił, że ten materiał pokazuje, że baterie sodowo-jonowe mogą sprostać wysokim wymaganiom energetycznym nowoczesnej technologii, będąc jednocześnie opłacalnymi i przyjaznymi dla środowiska.
