باتری‌های سدیم-یونی به ظرفیت ۴۵۸ وات‌ساعت بر کیلوگرم رسیدند: ماده نوآورانه فاصله با لیتیوم را کاهش می‌دهد
پژوهشگران ماده‌ای جدید را توسعه داده‌اند که می‌تواند باتری‌های سدیم را کارامدتر کند.
این ماده که توسط تیمی بین‌المللی از پژوهشگران میان‌رشته‌ای شامل آزمایشگاه تحقیقاتی کانپا در دانشگاه هیوستون توسعه داده‌شده است، می‌تواند عملکرد انرژی باتری‌های سدیم را افزایش دهد و راه را برای آینده‌ای پایدارتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر در زمینه انرژی هموار کند. پژوهشگران تأکید کرده‌اند که ماده جدید، فسفات سدیم وانادیوم با فرمول شیمیایی NaxV2(PO4)3، عملکرد باتری سدیم‌یونی را با افزایش چگالی انرژی — مقدار انرژی ذخیره شده به ازای هر کیلوگرم — بیش از ۱۵% بهبود می‌بخشد.
چگالی انرژی بالاتر
با چگالی انرژی بالاتر ۴۵۸ وات‌ساعت بر کیلوگرم در مقایسه با ۳۹۶ وات‌ساعت بر کیلوگرم در باتری‌های سدیم‌یونی قدیمی، این ماده تکنولوژی سدیم را به رقابت با باتری‌های لیتیوم‌ی نزدیک‌تر می‌کند.
پیرمانوئله کانپا، استادیار کمکی مهندسی برق و کامپیوتر در UH و پژوهشگر ارشد آزمایشگاه کانپا، اعلام داشته که سدیم تقریبا ۵۰ برابر ارزان‌تر از لیتیوم است و حتی می‌توان آن را از آب دریا استخراج کرد، که گزینه‌ای بسیار پایدارتر برای ذخیره‌سازی انرژی بزرگ‌مقیاس می‌سازد.
“باتری‌های سدیم‌یونی می‌توانند ارزان‌تر و تولیدشان آسان‌تر باشند، به کاهش وابستگی به لیتیوم کمک کنند و تکنولوژی باتری را در سطح جهانی دسترسی‌پذیرتر کنند.”
نمونه اولیه باتری
پژوهشگران نمونه اولیه باتری‌ای با استفاده از مواد جدید NaxV2(PO4)3 ساخته‌اند، که بهبودهای قابل‌توجهی در ذخیره‌سازی انرژی نشان داده است. NaxV2(PO4)3 به عنوان قسمتی از گروهی به نام “Na رسانای فوق‌یونی” یا NaSICONs، طراحی شده است تا یون‌های سدیم روان و بدون مشکل داخل و خارج از باتری در حین شارژ و دشارژ حرکت کنند، مطابق با یک بیانیه خبری.
این ماده راهی یگانه برای مدیریت سدیم دارد، که اجازه می‌دهد به عنوان یک سیستم فاز واحد کار کند. این به معنای پایداری آن در هنگام آزاد یا جذب یون‌های سدیم است. این به NaSICON اجازه می‌دهد در حین شارژ و دشارژ پایدار باقی بماند و ولتاژ پیوسته‌ای از ۳.۷ ولت در مقابل سدیم فلزی را ارائه دهد، که بالاتر از ۳.۳۷ ولت در مواد موجود است، طبق گفته پژوهشگران.
پژوهشگران همچنین ادعا کرده‌اند که در حالی که این تفاوت ممکن است کوچک به نظر برسد، اما به‌طور قابل‌توجهی چگالی انرژی باتری یا مقدار انرژی ذخیره شده بر وزن آن را افزایش می‌دهد. کلید کارایی آن وانادیوم است، که می‌تواند در چندین حالت پایدار وجود داشته باشد و انرژی بیشتری را نگه دارد و آزاد کند.
“تغییر ولتاژ پیوسته یک ویژگی کلیدی است. به معنای عملکرد بهتر باتری بدون تأثیر بر پایداری الکترود است. این یک تغییر بزرگ برای تکنولوژی باتری سدیم‌یونی است،” گفت کانپا.
پژوهشگران ادعا کرده‌اند که پیامدهای این کار به فراتر از باتری‌های سدیم‌یونی می‌رسد. روش سنتز مورد استفاده برای خلق NaxV2(PO4)3 می‌تواند به سایر موادی با شیمی‌های مشابه اعمال شود، و امکانات جدیدی برای تکنولوژی‌های پیشرفته ذخیره‌سازی انرژی بگشاید. این می‌تواند بر همه چیز از جمله باتری‌های ارزان‌تر و پایدارتر که دستگاه‌های ما را به کار می‌اندازند تا کمک به گذار به اقتصادی انرژی پاک‌تر تأثیر بگذارد، به گفته بیانیه خبری.
کانپا اعلام کرد که هدف پژوهشگران این است که به راه‌حل‌های پاک و پایدار برای ذخیره‌سازی انرژی دست یابند. این نشان می‌دهد که باتری‌های سدیم‌یونی می‌توانند به نیازهای بالای انرژی تکنولوژی مدرن پاسخ دهند در حالی که مقرون‌به‌صرفه و دوستدار محیط زیست هستند.
