Jest rozwiązanie problemu baterii sodowych. To technologia, która może wyeliminować lit

Odkryto rozwiązanie największego problemu baterii sodowych

Wykorzystując nowy materiał do katody, znacząco poprawiono gęstość energetyczną i gęstość mocy, osiągając stabilność i długą żywotność. Naukowcy z Uniwersytetu Princeton w New Jersey twierdzą, że dokonali znaczącego postępu w dziedzinie baterii sodowo-jonowych, opracowując rozwiązanie jednego z największych problemów tej technologii – gęstości energii.

Zespół badaczy kierowany przez profesora Mirceę Dincă, którego laboratorium jest finansowo wspierane przez Lamborghini, zdołał opracować „ekscytującą alternatywę” do produkcji baterii sodowo-jonowych o wysokiej pojemności energetycznej. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że technologia ta będzie mogła być stosowana i komercjalizowana w większej liczbie typów pojazdów, a nie tylko w przystępnych cenowo pojazdach miejskich.

Dotychczasowe próby opracowania baterii sodowo-jonowych napotykały na kluczową przeszkodę: ich niską gęstość energetyczną. Oznacza to, że przy tej samej wielkości magazynują mniej energii niż bateria litowa, zmniejszając zasięg pojazdów elektrycznych. Jednak zespół Dincă zdołał pokonać tę przeszkodę dzięki innowacyjnemu materiałowi do katody – bis-tetraaminobenzochinon (TAQ), organicznemu ciału stałemu o strukturze warstwowej, które drastycznie poprawia gęstość energetyczną i gęstość mocy baterii sodowych, osiągając poziomy porównywalne, a nawet wyższe niż w przypadku obecnych baterii litowych.

ZOBACZ RÓWNIEŻ: Nie prąd ani wodór, a ciekły azot przyszłością motoryzacji? Przełomowa technologia stawia pierwsze kroki

Wyjątkowe właściwości organicznej katody

Według zespołu badaczy ta technologia pozwala wykorzystać praktycznie 100% aktywnego materiału, osiągając maksymalną pojemność bliską teoretycznemu maksimum. Ponadto jej konstrukcja z nanorurkami węglowymi ułatwia lepsze przewodzenie elektronów i jednorodne rozmieszczenie materiału wewnątrz elektrody, co przekłada się na szybsze i wydajniejsze ładowanie.

W praktyce oznacza to, że bateria sodowa z tym materiałem mogłaby ładować się w krótszym czasie niż obecne baterie litowe, zachowując dużą pojemność magazynowania energii. Dodatkowo TAQ jest bardzo stabilny w kontakcie z powietrzem i wilgocią, ma długą żywotność i wytrzymuje wysokie temperatury bez degradacji. Wszystko to przy zachowaniu niskich kosztów charakterystycznych dla technologii sodowo-jonowej.

To odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society, stanowi ważny krok w rozwoju technologii baterii sodowych i otwiera nowe możliwości nie tylko dla tańszych pojazdów elektrycznych o lepszych osiągach. Stwarza również szanse dla zastosowań takich jak centra danych, sieci elektryczne i magazynowanie zapasowe w elektrowniach wykorzystujących energię odnawialną.

ZOBACZ RÓWNIEŻ: Przyszłość elektryków jest… w kształcie pączka. Rewolucyjny silnik z Finlandii

Dlaczego baterie sodowe?

Lit był podstawowym filarem baterii przez dziesięciolecia. Jest obecny w bateriach wszystkich urządzeń elektronicznych, od telefonów komórkowych po laptopy czy e-papierosy, a także pojazdy elektryczne. Jednak mimo że jego cena gwałtownie spada, lit pozostaje drogim produktem i ma jeszcze jeden problem: zależność od łańcuchów dostaw.

Lit jest skoncentrowany w kilku miejscach na planecie, a większość rafinacji i produkcji końcowej odbywa się w Chinach. Sód rozwiązuje te problemy: jest bardzo obfitym pierwiastkiem, obecnym w wodzie morskiej i skorupie ziemskiej, a także jest bardzo tani. To przekłada się na znacznie tańsze baterie.

Ponadto, ponieważ sód jest rozpowszechniony w całej skorupie ziemskiej, zmniejsza zależność od Chin i eliminuje napięcia geopolityczne generowane przez zasoby litu. Dzięki najnowszym odkryciom w dziedzinie materiałów katodowych baterie sodowe mogą wkrótce zaoferować realną alternatywę dla dominującej obecnie technologii litowej, łącząc wysoką wydajność z niższymi kosztami i lepszą dostępnością surowców.