گروهی از محققان دانشگاه سیدنی یک باتری سدیم گوگرد با هزینه ساخت بسیار کمتر ابداع کرده اند که حداقل 4 برابر سلول های لیتیوم یونی ظرفیت دارد.
به گزارش تکناک، برای تحقق هدف جهانی انتشار صفر خالص آلاینده ها تا سال 2050، جهان به شدت به پیشرفت در فناوری باتری نگاه می کند.
انتظار می رود هزینه های کمتر، ظرفیت بالاتر و استفاده بهینه از منابع طبیعی کمیاب نقش مهمی در پیشبرد این ماموریت داشته باشد و به نظر می رسد باتری سدیم گوگرد این مشخصه ها را دارد.
نیاز به جایگزین کردن
تیم به رهبری دکتر ژنگ لانگ ژائو از دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه سیدنی از مخلوط نمک مذاب که از مواد فرآوری شده از آب دریا تشکیل شده است برای این پروژه استفاده کردند که به طور قابل توجهی هزینه را کاهش می دهد.
پس از یک سری اصلاحات نزولی در میانگین قیمت باتری‌های لیتیوم یونی در طول دهه حاضر، افزایش هزینه‌های مواد خام و تورم منجر به افزایش هفت درصدی در سال 2022 به 151 دلار در هر کیلووات ساعت شد.
ژائو می گوید باتری سدیم گوگرد ما این پتانسیل را دارد که به طور چشمگیری هزینه ها را کاهش دهد در حالی که چهار برابر ظرفیت ذخیره سازی را ایجاد می کند. این یک پیشرفت قابل توجه برای توسعه انرژی های تجدیدپذیر است که اگرچه هزینه ها را در بلندمدت کاهش می دهد، اما موانع مالی متعددی برای کاربردی کردن این پروژه وجود داشته است.
چگونه دانشمندان به این نتیجه رسیدند؟
مفهوم سلول‌های سدیم-گوگرد (Na-S) بیش از 50 سال است که وجود داشته است، اما عمدتاً به دلیل ظرفیت انرژی کم و چرخه‌های زندگی کوتاه، غیرعملی باقی مانده است. محققان اکنون از فرآیند پیرولیز ساده و الکترودهای مبتنی بر کربن برای بهبود واکنش پذیری گوگرد و برگشت پذیری واکنش های بین گوگرد و سدیم استفاده کرده اند. این منجر به افزایش چشمگیر ظرفیت و طول عمر در دمای اتاق شد.
سلول‌های Na-S همچنین سمیّت کمتر و انرژی بیشتری دارند که باعث می شود در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یونی که به طور گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی برای ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شوند، بازیافت آسان‌تر و تولید مقرون‌به‌صرفه‌تری داشته باشند.
این تیم در طول توسعه باتری، سناریوهای مختلفی را برای موارد استفاده در نظر داشته است و اولین اولویت کاربرد این باتری به عنوان جایگزین مناسب برای سیستم های ذخیره انرژی تجدید پذیر بزرگ، مانند شبکه های برق، در نظر گرفته شده است. در این حالت هزینه های عملیاتی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
چنین فناوری ای پتانسیل تضمین امنیت انرژی بیشتر را به طور گسترده‌تری دارد و به کشورهای بیشتری اجازه می‌دهد به تغییر در جهت کربن‌زدایی بپیوندند.
این تیم فناوری ارائه شده را با باتری هایی در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از امکانات دپارتمان مهندسی شیمی دانشگاه ساخته و آزمایش کرده است. مرحله بعدی شامل تجاری‌سازی آن در مقیاس بزرگ است.
