Amerikanske forskere har utviklet en ny type smeltet saltbatteri, som forventes å oppnå energilagring på nettnivå til lavere temperatur og lave kostnader.

Med den kontinuerlige økningen av fornybare energikilder som vind- og solenergi, er det nødvendig med kreative løsninger for å lagre intermitterende energi fra naturen. En potensiell løsning er et smeltet saltbatteri, som gir fordeler som litiumbatterier ikke har, men noen problemer må løses.

Forskere ved Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories) under US National Nuclear Safety Administration har foreslått et nytt design som kan løse disse manglene og demonstrert et nytt smeltet saltbatteri som er kompatibelt med den tilgjengelige versjonen. Til sammenligning kan denne typen energilagringsbatterier konstrueres billigere og samtidig lagre mer energi.

Å lagre store mengder energi billig og effektivt er nøkkelen til å bruke fornybar energi til å drive hele byen. Selv om den har mange fordeler, er det dette den dyre litiumbatteriteknologien mangler. Smeltede saltbatterier er en mer kostnadseffektiv løsning som bruker elektroder som forblir smeltet ved hjelp av høye temperaturer.

"Vi har jobbet hardt for å redusere arbeidstemperaturen til smeltede natriumbatterier til lavest mulig fysisk temperatur," sa Leo Small, prosjektets hovedforsker. "Mens du senker batteritemperaturen, kan det også redusere den totale kostnaden. Du kan bruke billigere materiale. Batterier krever mindre isolasjon, og ledningene som forbinder alle batteriene kan være tynnere."

Kommersielt kalles denne typen batteri et natrium-svovelbatteri. Noen av disse batteriene er utviklet globalt, men de fungerer vanligvis ved temperaturer på 520 til 660 °F (270 til 350 °C). Sandia-teamets mål er mye lavere, selv om det krever nytenkning fordi kjemikalier som fungerer ved høye temperaturer ikke er egnet for arbeid ved lavere temperaturer.

Det er underforstått at forskernes nye design består av flytende natriummetall og en ny type flytende blanding. Denne flytende blandingen er sammensatt av natriumjodid og galliumklorid, som forskerne kaller katolytten.

En kjemisk reaksjon oppstår når batteriet frigjør energi, produserer natriumioner og elektroner som passerer gjennom det svært selektive separasjonsmaterialet og lager smeltet jodidsalt på den andre siden.

Dette natrium-svovelbatteriet kan fungere ved en temperatur på 110°C. Etter åtte måneder med laboratorietesting har den blitt ladet og utladet mer enn 400 ganger, noe som beviser verdien. I tillegg er spenningen 3.6 volt, som forskerne sier er 40 % høyere enn for smeltede saltbatterier på markedet, så den har en høyere energitetthet.

Forskningsforfatter Martha Gross sa: "På grunn av den nye katolytten vi rapporterte i denne artikkelen, er vi veldig spente på hvor mye energi som kan injiseres i dette systemet. Smeltede natriumbatterier har eksistert i flere tiår, og de er over hele verden, men det har de aldri vært. Ingen har snakket om dem. Så det er flott å kunne senke temperaturen og bringe tilbake noen data og si: "Dette er et virkelig levedyktig system."

Forskere retter nå oppmerksomheten mot å redusere kostnadene for batterier, noe som kan oppnås ved å erstatte galliumklorid, som er omtrent 100 ganger dyrere enn bordsalt. De sa at denne teknologien fortsatt er 5 til 10 år unna kommersialisering, men det som er fordelaktig for dem er sikkerheten til batteriet fordi det ikke skaper brannfare.

"Dette er den første demonstrasjonen av den langsiktige stabile syklusen til et lavtemperatursmeltet natriumbatteri," sa forskningsforfatter Erik Spoerke. "Vår magi er at vi har bestemt saltkjemien og elektrokjemien, som lar oss operere ved 230°F effektivt. Arbeid. Denne lavtemperaturnatriumjodidstrukturen er en modifikasjon av smeltede natriumbatterier."