Akumulatory sodowo-jonowe zrewolucjonizują świat technologii?
Akumulatory litowo-jonowe można spotkać dosłownie wszędzie. Są jednak drogie w produkcji, z materiałów trudnych do zdobycia. Ale pojawiła się tańsza alternatywa - akumulatory sodowo-jonowe.
Naukowcy opracowali jeden z najwydajniejszych akumulatorów sodowo-jonowych, który jest w stanie pomieścić tyle samo energii, co akumulator litowo-jonowy i działa równie dobrze jak niektóre komercyjnie dostępne ogniwa tego typu. To duży postęp w badaniach nad akumulatorami sodowo-jonowymi.
Jednym z obszarów, w których akumulatory sodowo-jonowe mogą być szczególnie przydatne, jest magazynowanie energii na dużą skalę. W miarę jak świat przechodzi na energię odnawialną, magazynowanie energii będzie coraz ważniejsze - będziemy też potrzebować technologii, która jest tania w produkcji i łatwa do skalowania.
- Kluczowym wyzwaniem jest to, aby akumulator miał zarówno wysoką gęstość energii, jak i odpowiedni cykl życiowy - powiedział Junhua Song, inżynier materiałowy z Lawrence Berkeley National Laboratory.
W tym momencie akumulatory litowo-jonowe mają przewagę nad ogniwami sodowo-jonowymi - działają dłużej i mogą zgromadzić więcej energii. Jednym z powodów jest to, że wiele potencjalnych materiałów wprowadzanych do katody (części baterii, która wychwytuje przepływające elektrony) kończy się szkodliwym nagromadzeniem nieaktywnych kryształów sodu, ostatecznie blokując transfer energii. Aby obejść ten problem, zbudowano katodę pokrytą tlenkiem metalu i opracowano ciekły elektrolit zawierający dodatkowe jony sodu. Spowodowało to powstaniem solanki w akumulatorze, lepszą interakcję z katodą i brak gromadzenia się kryształów sodu.
Podczas 1000 cykli nowe ogniwo sodowo-jonowe nadal zachowuje ponad 80 proc. swojego ładunku. To nie wystarczy, by wprowadzono ją do produkcji do smartfonów, ale stanowi ogromny krok naprzód w zakresie alternatywnej technologii akumulatorowej.
- Nasze badania ujawniły istotną korelację między ewolucją struktury katody a interakcją powierzchni elektrolitu. Są to najlepsze wyniki, jakie kiedykolwiek zgłoszono dla akumulatora sodowo-jonowego z warstwową katodą, co pokazuje, że jest to opłacalna technologia, która może być porównywalna z akumulatorami litowo-jonowymi - powiedział Yuehe Lin z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, jeden z autorów badań.
Badacze chcą przyjrzeć się bliżej interakcjom między elektrolitem a katodą i jeszcze bardziej poprawić wydajność układu. Chcą również wyeliminować użycie kobaltu, który jest kolejnym materiałem, który jest rzadki i trudny do pozyskania, ale często jest stosowany w komercyjnych akumulatorach litowo-jonowych i eksperymentalnych akumulatorach sodowo-jonowych.
