​Новое исследование показало, что натриево-ионные батареи являются действительной альтернативой литий-ионным батареям

-
10:40
54
​Новое исследование показало, что натриево-ионные батареи являются действительной альтернативой литий-ионным батареям

Литиевые (Li)-ионовые батареи (ЛИБ) играют основную роль в переходе к низкоуглеродной экономике. Однако по мере быстрого расширения рынка экологические и социальные проблемы, связанные с массовым производством литий-ионных аккумуляторов, заставляют обратить большое внимание на поиск альтернативных решений по хранению энергии на основе материалов, которые могут быть получены экологически рациональным и ответственным образом. В этом сценарии натриево-ионные батареи (НИБ) представляют собой альтернативную недорогую, экологичную и более безопасную для окружающей среды технологию хранения энергии.

В статье «Проблемы сегодняшнего дня для натриевых батарей будущего: от материалов к метрикам элементов», опубликованной 18 сентября 2020 года в Journal of Power Sources, большая команда ученых-экспертов по натриево-ионным технологиям под руководством WMG из Университета Уорика (Великобритания) анализирует перспективу выхода на рынок хранения энергии НИБ. В работе также участвуют исследователи из: Института Гельмгольца в Ульме (Германия), Колледжа Франции (Франция), Университета Гумбольдта в Берлине (Германия), Института энергетических технологий (Норвегия), Университета Пикарди-Жюля Верна (Франция), Университета Бордо (Франция) и CIC energygiGUNE (Испания).

Аккумуляторы на основе Na предлагают сочетание привлекательных свойств. Они недороги, используют устойчивые прекурсоры и имеют надежное сырьевое обеспечение. Кроме того, они рассматриваются как технология падения, которая могла бы извлечь выгоду из уже существующего производства литий-ионных батарей.

Как и литийские системы, литий-ионные аккумуляторы поставляются в различных формах, например, Na-ионные, все твердотельные Na-аккумуляторы, NaO2 и Na/S. В то время как последние из них считаются революционными технологиями будущего, Na-ионная технология представляет собой привлекательную технологию, практически готовую бросить вызов литий-ионным аккумуляторам в конкретных областях применения.

Для технологии SIB показатели производительности имеют первостепенное значение, чтобы обеспечить конкурентоспособную стоимость за Вт и найти свое место на рынке. В данной работе был проведен обзор наиболее перспективных материалов электродов и систем электролитов, а для экстраполяции полных показателей эффективности ионно-натриевых элементов были использованы показатели из академической литературы.

Авторы отмечают, что при постоянном развитии современные лучшие материалы, доступные для ионно-натриевых ячеек, должны позволить приблизиться к энергетической плотности современного поколения литий-ионных коммерческих ячеек. Одной из важнейших областей применения разработанных прототипов натриево-ионных батарей, безусловно, являются стационарные системы аккумулирования энергии, где стоимость и срок службы представляют собой два фундаментальных параметра. «В этой области натриево-ионные батареи имеют потенциал доминирования на рынке будущего, представляя собой наиболее перспективную систему для восполнения разрыва между производством и использованием энергии путем обеспечения энергоснабжения.

Однако высокомощные приложения в области электрифицированных автомобилей являются потенциальной нишевой областью применения для НИБ», — говорит д-р Ивана Хаса, доцент кафедры WMG.

Дальнейшие технологические усовершенствования необходимы для увеличения производительности, особенно с точки зрения плотности энергии. Чрезвычайно обнадеживающие результаты были достигнуты для Na-ионной технологии за очень короткое время по сравнению с литий-ионной технологией. Технологическое усовершенствование будет достигнуто путем оптимизации производства/сборки клеточных компонентов, как это происходило в течение последних тридцати лет для технологии ЛИБ.

Доктор Ивана Хаса из WMG, Университет Уорика, комментирует: «С точки зрения прикладных исследований, будущие исследовательские усилия должны быть посвящены фундаментальным исследованиям, открытию материалов и пониманию термодинамических и кинетических процессов, регулирующих химию этих систем. Кроме того, первостепенное значение для получения реалистичных данных о развитии технологии, а также для принятия в научном сообществе общей методологии отчетности, позволяющей проводить справедливое сравнение результатов работы, имеет исследование нано-ионовых батарей повышенной мощности».

RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...