Новый состав сделал аккумулятор на расплавах солей эффективнее и дешевле

Ученые из Национальных лабораторий Сандия Министерства энергетики США разработали батарею на расплавах солей, которая лишена ряда характерных для этого типа устройств недостатков и превосходит существующие аналоги по дешевизне и плотности энергии. Аккумуляторы на расплавах солей рассматриваются как

Аккумуляторы на расплавах солей рассматриваются как один из перспективных способов хранения в масштабах городских сетей огромного количества энергии, вырабатываемого солнечными и ветряными электростанциями. Такие батареи дешевле литий-ионных, но предполагают расплавленное состояние электродов, требующее постоянного поддержания высокой температуре.

Доступные сейчас на рынке натриево-серные модели на солевых расплавах обычно работают при 270–350 °C, что создает сложности при эксплуатации. Именно эту проблему стремились устранить исследователи Национальных лабораторий Сандия. Как отмечает ведущий исследователь проекта Лео Смолл, снижение рабочей температуры позволяет значительно удешевить аккумулятор за счет применения более простых материалов и меньшего количества термоизоляции.

В инновационном элементе питания используется жидкий металлический натрий. Он отделен перегородкой-сепаратором из керамического материала от разработанного исследователями «католита» — смеси йодида натрия и хлорида галлия, находящейся также в жидком состоянии.

Когда аккумулятор отдает заряд, в металлическом натрии образуются электроны и катионы, а в расплаве солей — электроны соединяются с атомами йода, превращая их в анионы. Ионы натрия проходят через сепаратор, пропускающий только их, и реагируют с ионами йода, что приводит к образованию йодида натрия.

Благодаря присутствию хлорида галлия смесь солей остается в жидком состоянии при температуре всего 110 °C, хотя чистый йодистый натрий плавится при 660 °C. Работоспособность батареи была доказана в ходе 8-месячных испытаний, во время которых ее перезаряжали более 40 раз. Кроме того, элемент питания обеспечивает напряжение 3,6 В, что на 40% больше, чем выдают имеющиеся в продаже натриево-серные модели. Еще одно преимущество разработки заключается в ее пожаробезопасности.

Теперь исследователи намерены искать замену дорогому хлориду галлию, чтобы еще больше снизить цену аккумулятора. Они считают, что выпустить в продажу такие батареи получится только через 5–10 лет, причем такой срок обусловлен прежде всего сложностями процесса коммерциализации, а не техническими проблемами.

Источник: sciencedirect.com