Amerikanske forskere har udviklet en ny type smeltet saltbatteri, som forventes at opnå energilagring på netniveau ved en lavere temperatur og lave omkostninger.

Med den fortsatte stigning af vedvarende energikilder såsom vind- og solenergi, er der brug for kreative løsninger til at lagre intermitterende energi fra naturen. En potentiel løsning er et smeltet saltbatteri, som giver fordele, som lithiumbatterier ikke har, men nogle problemer skal løses.

Forskere ved Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories) under US National Nuclear Safety Administration har foreslået et nyt design, der kan løse disse mangler, og demonstreret et nyt smeltet saltbatteri, der er kompatibelt med den aktuelt tilgængelige version. Til sammenligning kan denne form for energilagringsbatteri konstrueres billigere og samtidig lagre mere energi.

At lagre store mængder energi billigt og effektivt er nøglen til at bruge vedvarende energi til at drive hele byen. Selvom det har mange fordele, er det, hvad den dyre lithiumbatteriteknologi mangler. Smeltede saltbatterier er en mere omkostningseffektiv løsning, der bruger elektroder, der forbliver smeltede ved hjælp af høje temperaturer.

"Vi har arbejdet hårdt på at reducere arbejdstemperaturen for smeltede natriumbatterier til den lavest mulige fysiske temperatur," sagde Leo Small, projektets ledende forsker. "Mens du sænker batteritemperaturen, kan det også reducere de samlede omkostninger. Du kan bruge billigere materiale. Batterier kræver mindre isolering, og ledningerne, der forbinder alle batterierne, kan være tyndere."

Kommercielt kaldes denne type batteri et natrium-svovl-batteri. Nogle af disse batterier er udviklet globalt, men de fungerer normalt ved temperaturer på 520 til 660°F (270 til 350°C). Sandia-teamets mål er meget lavere, selvom det kræver nytænkning, fordi kemikalier, der arbejder ved høje temperaturer, ikke er egnede til at arbejde ved lavere temperaturer.

Det er underforstået, at forskernes nye design består af flydende natriummetal og en ny type flydende blanding. Denne flydende blanding er sammensat af natriumiodid og galliumchlorid, som forskerne kalder katolytten.

En kemisk reaktion opstår, når batteriet frigiver energi, der producerer natriumioner og elektroner, der passerer gennem det meget selektive separationsmateriale og laver smeltet iodidsalt på den anden side.

Dette natrium-svovl batteri kan arbejde ved en temperatur på 110°C. Efter otte måneders laboratorietestning er den blevet opladet og afladet mere end 400 gange, hvilket beviser dens værdi. Derudover er dens spænding 3.6 volt, hvilket forskerne siger, er 40 % højere end for smeltede saltbatterier på markedet, så det har en højere energitæthed.

Forskningsforfatter Martha Gross sagde: "På grund af den nye katolyt, vi rapporterede i dette papir, er vi meget spændte på, hvor meget energi der kan sprøjtes ind i dette system. Smeltede natriumbatterier har eksisteret i årtier, og de er over hele verden, men det har de aldrig været. Ingen har talt om dem. Så det er fantastisk at kunne sænke temperaturen og bringe nogle data tilbage og sige: 'Dette er et virkelig levedygtigt system'."

Forskere retter nu opmærksomheden mod at reducere omkostningerne til batterier, hvilket kan opnås ved at erstatte galliumchlorid, som er omkring 100 gange dyrere end bordsalt. De sagde, at denne teknologi stadig er 5 til 10 år væk fra kommercialisering, men det, der er gavnligt for dem, er batteriets sikkerhed, fordi det ikke skaber en brandrisiko.

"Dette er den første demonstration af den langsigtede stabile cyklus af et lavtemperatur-smeltet natriumbatteri," sagde forskningsforfatter Erik Spoerke. "Vores magi er, at vi har bestemt saltkemien og elektrokemien, som gør det muligt for os at arbejde ved 230°F effektivt. Arbejde. Denne lavtemperatur-natriumiodidstruktur er en modifikation af smeltede natriumbatterier."