أسبوع جديد وبطارية جديدة: Na-ion (أيون الصوديوم) ، مشابه في المعلمات لـ Li-ion ، ولكنه أرخص عدة مرات
ابتكر باحثون في جامعة ولاية واشنطن (WSU) بطارية "ملح إضافي" تستخدم الصوديوم بدلاً من الليثيوم. ينتمي الصوديوم (Na) إلى مجموعة الفلزات القلوية ، وله خصائص كيميائية متشابهة ، لذا فإن الخلايا القائمة عليه لديها فرصة للتنافس مع Li-ion. على الأقل في بعض التطبيقات.
بطاريات Na-ion: أرخص بكثير ، وأقل قليلاً من الليثيوم أيون ، قيد البحث
الصوديوم هو أحد عنصرين في ملح الطعام كلوريد الصوديوم (NaCl). على عكس الليثيوم ، يوجد بكثرة في كل من الرواسب (ملح الصخور) وفي البحار والمحيطات. لذلك ، يمكن أن تكون خلايا Na-ion أرخص بعدة مرات من خلايا Li-ion ، وبالمناسبة ، يجب بناؤها باستخدام نفس المواد والهياكل مثل خلايا Li-ion.
تم تنفيذ العمل على خلايا Na-ion منذ حوالي 50-40 عامًا ، ولكن تم إيقافه لاحقًا. أيون الصوديوم أكبر من أيون الليثيوم ، لذا فإن العناصر تواجه مشكلة في الحفاظ على شحنة مناسبة. تبين أن بنية الجرافيت - كبيرة بما يكفي لأيونات الليثيوم - كثيفة للغاية بالنسبة للصوديوم.
شهدت الأبحاث انتعاشًا في السنوات القليلة الماضية حيث ارتفعت الحاجة إلى الخلايا الكهربائية القابلة لإعادة الاستخدام. ابتكر علماء جامعة ولاية واشنطن بطارية أيون الصوديوم التي يجب أن تخزن كمية من الطاقة مماثلة لتلك الموجودة في بطارية ليثيوم أيون مماثلة. بالإضافة إلى ذلك ، فقد نجحت البطارية في تحمل دورة شحن واحدة واحتفظت بأكثر من 1٪ من سعتها الأصلية (الأصلية).
تعتبر كل من هذه المعلمات "جيدة" في عالم بطاريات الليثيوم أيون. ومع ذلك ، بالنسبة للعناصر التي تحتوي على أيونات الصوديوم ، تبين أن الامتثال للشروط صعب بسبب نمو بلورات الصوديوم على الكاثود. لذلك ، تقرر استخدام طبقة واقية من أكسيد الفلز وإلكتروليت مع أيونات الصوديوم المذابة ، مما يعمل على استقرار الهيكل. مُدار.
الجانب السلبي لخلية أيون الصوديوم هو كثافة طاقتها المنخفضة ، وهو أمر يمكن فهمه عند أخذ حجم ذرات الليثيوم والصوديوم في الاعتبار. ومع ذلك ، في حين أن هذه المشكلة قد تكون مشكلة في السيارة الكهربائية ، إلا أنها لا تؤثر بشكل كامل على تخزين الطاقة. حتى لو احتلت Na-ion مساحة تبلغ ضعف مساحة أيون الليثيوم ، فإن سعرها المنخفض مرتين أو ثلاث مرات سيجعل الاختيار واضحًا.
هذا فقط هو الأقدم في بضع سنوات ...
قد يثير هذا اهتمامك:
