Innowacyjny magazyn energii dla OZE? Naukowcy mają pomysł!

Czy czeka nas przełom w magazynowaniu energii z OZE? Naukowcy z USA zaprojektowali stopioną sól, która może potencjalnie osiągnąć gęstość energii do 100 Wh/kg przy koszcie 7,02$/kWh. Bateria wykorzystuje aluminiową katodę, która szybko się ładuje i umożliwia dłuższe rozładowanie.

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

Podziel się

Naukowcy z Departamentu Energii USA w Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) zaprojektowali baterię ze stopionej soli opartej na anodzie ze stopionego sodu, katodzie z aluminium oraz tetrachloroglinianu sodu (NaAlCl4). Wynalazcy opisali nowatorski akumulator jako tanie rozwiązanie na skalę sieciową dla długoterminowego przechowywania energii odnawialnej. Stwierdzili także, że użycie NaAlCl4 oferuje dodatkową dostępną pojemność oraz wyższe średnie napięcia rozładowania niż poprzednie baterie Na-Al. Po 345 cyklach ładowania lub rozładowania przy wysokim prądzie, ten kwaśny mechanizm reakcji zachował 82,8% szczytowej pojemności ładowania.

Jak powstała innowacyjna bateria?

Naukowcy zmontowali pełne ogniwa Na-Al w stanie rozładowanym w wypełnionej azotem komorze rękawicowej. Następnie zamknęli ogniwa za pomocą zaślepek ze stali nierdzewnej i uszczelnili je hermetycznie, dokręcając zestaw ośmiu śrub. Konstrukcja systemu umożliwia jedynie sodowi poruszać się przez elektrolit półprzewodnikowy w celu naładowania baterii. Płaska konstrukcja ogniwa pozwala na zwiększenie pojemności ogniwa poprzez proste zastosowanie grubszej katody, co wykorzystano w tej pracy, aby zademonstrować ogniwo o potrójnej pojemności z trwałym rozładowaniem 28,2 godziny w warunkach laboratoryjnych. Badacze stwierdzili, że bateria osiąga wysoką arealną pojemność ogniwa 138,5 mAh cm-2 przy wysokiej gęstości prądu 4,67 mA cm-2. Bateria ta może potencjalnie osiągnąć gęstość energii do 100 Wh/kg przy koszcie 7,02 USD kWh.

Bateria nie posiada zbędnych składników

Wyeliminowana została potrzeba stosowania niklu, stosunkowo rzadkiego i drogiego pierwiastka bez poświęcania wydajności baterii, w odniesieniu do innej zalety oferowanej przez nową konstrukcję baterii. Katoda aluminiowa ładuje się szybciej, co jest kluczowe dla umożliwienia dłuższego czasu rozładowania wykazanego w tej pracy.

Badacze pokazali, że nowa konstrukcja baterii ze stopionej soli ma potencjał, aby ładować i rozładowywać się znacznie szybciej niż inne konwencjonalne wysokotemperaturowe baterie sodowe. Może także działać w niższej temperaturze i zachować doskonałą zdolność do przechowywania energii.

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia