Для обеспечения чистой энергией потребностей больших городов необходимо запасать огромные объемы энергии, и дорогие литиевые аккумуляторы — не лучший вариант. Батареи на расплавах солей — более экономичное решение, но требует поддержания высокой температуры. Это и решили изменить специалисты Сандийской национальной лаборатории.
Натрий-серный аккумулятор, лежащий в основе их изобретения, обычно работает при 270–350 °C, рассказывает New Atlas. Конструкция, предложенная учеными, состоит из жидкого металлического натрия, находящегося на противоположной стороне керамического сепаратора, отделяющего жидкую смесь йодида натрия и хлорида галлия, которая выступает католитом. Когда батарея разряжает энергию, происходит химическая реакция, которая выделяет ионы натрия и электроны, проходящие сквозь сепаратор и вырабатывающие с другой стороны расплав йодида.
Эта натриево-серная батарея работает при температуре всего 110 °C. В лабораторных условиях она проработала в течение восьми месяцев. За это время ее зарядили и разрядили свыше 400 раз. Более того, ее электродвижущая сила составляет 3,6 вольта, что, по словам ученых, примерно на 40% больше, чем у коммерчески доступных моделей. На практике это означает, что у аккумулятора будет выше плотность энергии.
Теперь ученые намерены заняться снижением себестоимости батареи. Этого можно добиться заменой хлорида галлия, который примерно в 100 раз дороже столовой соли. Технология, по их мнению, может быть готова к коммерциализации через 5–10 лет.
«Это первая демонстрация долгой, стабильной работы низкотемпературной батареи на расплавах солей натрия, — сказал автор исследования Эрик Шперке. — Волшебство нашего изобретения в том, что мы установили химию и электрохимию соли, которые позволили нам добиться эффективности при температуре 110 °C. Эта низкотемпературная конфигурация натрия-йодида — своего рода повторное изобретение батареи на расплаве солей натрия».
Производство более безопасных и мощных батарей, в которых используются материалы, добытые в стабильных с точки зрения геополитики странах, требуют твердых электролитов и замены лития на натрий. Швейцарские химики разработали в прошлом году новый рецепт натрий-ионной батареи, работающей при комнатной температуре.
