Przełom w nowych bateriach sodowych: Pełne naładowanie w zaledwie sześć minut

Według zespołu badawczego z Lingnan University Hongkong, akumulatory sodowo-jonowe od lat stanowią opłacalną i zrównoważoną alternatywę dla urządzeń do magazynowania energii opartych na litu. Sód jest prawie nieskończenie dostępny na Ziemi w postaci soli kuchennej i jest znacznie tańszy w wydobyciu niż lit. Baterie te obiecują zatem niższe ceny i mniejszą zależność od krytycznych surowców. Jednak poprzednie podejścia cierpiały z powodu krótkiej żywotności i wysokiego ryzyka podczas procesów szybkiego ładowania.

Kluczowa jest architektura bezanodowa

Zespół badawczy wykorzystał konstrukcję bezanodową, w której nie zainstalowano stałej anody. Zamiast tego anoda powstaje podczas ładowania poprzez osadzanie się jonów sodu na kolektorze. W poprzednich eksperymentach proces ten często prowadził do powstawania dendrytów - drobnych metalowych struktur, które mogą powodować zwarcia. Szczególnie szybkie ładowanie nasilało ten problem.

Stabilność dzięki zwiększonemu stężeniu soli

Naukowcy z Hong Kongu i Pekinu rozwiązali ten problem poprzez znaczne zwiększenie stężenia soli sodowych w elektrolicie. Zapewnia to dostępność wystarczającej ilości jonów w bezpośrednim sąsiedztwie kolektora podczas ładowania, co sprzyja równomiernemu osadzaniu. W rezultacie bateria pozostaje stabilna, nawet przy dużych prędkościach ładowania. W testach ogniwo osiągnęło pojemność szybkiego ładowania 10C i mogło zostać w pełni naładowane w ciągu sześciu minut. Po 500 cyklach ładowania bateria nadal posiadała ponad 70% swojej pierwotnej pojemności.

Potencjał dla mobilności i magazynowania energii

"Sód kosztuje mniej niż jedną dziesiątą litu, występuje obficie w wodzie morskiej i może znacznie obniżyć cenę pojazdów elektrycznych i systemów magazynowania energii", wyjaśnił kierownik projektu prof. Li Liangliang. Naukowcy postrzegają swój rozwój jako krok w kierunku magazynowania energii na rynku masowym. Możliwe zastosowania obejmują pojazdy elektryczne, stacjonarne systemy magazynowania energii odnawialnej, a nawet przenośną elektronikę użytkową.

Perspektywy

Są to wciąż wyniki badań laboratoryjnych. Następnym krokiem jest dalszy rozwój bezanodowej baterii sodowej poza etap prototypu do produkcji przemysłowej. Jeśli to się powiedzie, technologia ta może stać się poważnym konkurentem dla systemów litowo-jonowych.