Nātrija jonu akumulators konkurēs ar litija jonu modeļiem

Tik daudz mūsu ikdienā izmantotās tehnikas darbojas ar baterijām, tādēļ litija jonu uzlādējamajiem elementiem mūsu dzīvēs ir diezgan liela nozīme. Taču šādu bateriju ražošana ir dārga un materiāli, no kā tās izgatavo, ir grūti iegūstami.

Pastāv alternatīva – nātrija jonu baterijas ir potenciāli lētākas un vieglāk ražojamas. Vienīgā problēma – vēl neilgu laiku atpakaļ tās nedarbojās tik labi kā litija jonu baterijas. Taču tagad mēs, iespējams, esam tikuši milzīgu soli tuvāk šim mērķim.

Pētnieki ir izgatavojuši līdz šim vienu no labākajiem nātrija jonu akumulatoriem – tas satur tikpat daudz enerģijas, cik litija jonu akumulators un darbojas tikpat labi kā komerciālie litija jonu akumulatori.

Viena no jomām, kur nātrija jonu akumulatori varētu būt īpaši noderīgi, ir liela apjoma enerģijas uzkrāšana. Tā kā pasaulē arvien tiek ieviesta atjaunojamā enerģija, šī glabāšana kļūst daudz nozīmīgāka. Tas nozīmē, ka mums būs nepieciešama lēti un vienkārši ražojama akumulatoru tehnoloģija.

Galvenais izaicinājums ir, lai akumulatoram būtu gan augsts enerģijas blīvums, gan labs cikla darbības laiks,” skaidro materiālu inženieris Junhua Song no Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas.

Šobrīd litija jonu akumulatoriem ir priekšrocības salīdzinājumā ar nātrija joniem: tie kalpo ilgāk un satur vairāk enerģijas. Viens no iemesliem ir tāds, ka liela daļa katodam izmantoto potenciālo materiālu – tā akumulatora daļa, kas uztver plūstošos elektronus – galu galā iznīcina neaktīvos nātrija kristālus, tādā veidā iznīcinot enerģijas pārnesi.

Lai to apietu, zinātnieki ar mērķi uzkonstruēja daudzslāņu metāla oksīda katodu un izstrādāja šķidru elektrolītu, kas saturēja papildu nātrija jonus. Rezultātā akumulatora iekšienē tika iegūts sāļāks maisījums, labāka mijiedarbība ar katodu, un nenotiek nātrija kristālu savākšana.

1000 ciklu laikā jaunais nātrija jonu akumulators joprojām saglabā vairāk nekā 80 procentus no uzlādes. Tas ir pārāk maz, lai šādu akumulatoru izmantotu viedtālrunī, toties tas ir  milzīgs solis uz priekšu alternatīvās akumulatora tehnoloģijas virzienā. Turklāt nākotnē tiek solīta šīs tehnoloģijas tālāka attīstība.

Pētnieki atklāj, ka vēlas vēl tuvāk izpētīt elektrolīta un katoda mijiedarbību un vēl vairāk uzlabot efektivitāti. Viņi arī vēlas novērst kobalta izmantošanu, kas arī ir reti sastopams un grūti iegūstams materiāls. Tas tiek izmantots gan komerciālo litija bateriju, gan eksperimentālo nātrija jonu akumulatoru izgatavošanā.  

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on whatsapp
WhatsApp

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *