แบตเตอรี่โซเดียม - ไอออนมีความคืบหน้าอีก | อนาคตจะเป็นเชิงพาณิชย์เหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียมหรือไม่?

แหล่งที่มาของภาพ: Purdue University

ปัจจุบันเราต้องพึ่งพาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขับเคลื่อนโดยยานพาหนะไฟฟ้าและระบบการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมความต้องการและลิเธียมแร่ที่มีการเติบโต แต่ในที่สุดก็จะวิ่งออกมาจากวัตถุดิบลิเธียมวันไม่ว่าจะเป็นภัยพิบัติพลังงานที่จะเกิดขึ้นเมื่อใด

ดังนั้นมหาวิทยาลัยเพอร์ดูมุ่งเป้าไปที่การเปลี่ยนวัตถุดิบที่อุดมสมบูรณ์มากขึ้นวัสดุที่ราคาไม่แพงแบตเตอรี่ไอออนโซเดียมมากความละเอียดที่ประสบความสำเร็จที่ผ่านมาของการชาร์จแบตเตอรี่โซเดียมไอออนและไอออนปล่อย "หายไป" ปัญหาเพื่อส่งเสริมความมั่นคงและความสามารถในการชาร์จแบตเตอรี่และจำหน่าย

มีปริมาณของโซเดียมในเปลือกโลกที่มีเล็กน้อยดีกว่าค่าใช้จ่ายของชิปของแร่ลิเธียมที่ขัดแย้งปริมาณโซเดียมสูงถึง 2.6% เปลือกโลกมีจำนวนเงินเกินกว่าหกการจัดอันดับที่เมื่อเทียบกับลิเธียมคือ 27 ถ้าค่าใช้จ่ายโซเดียมมากขึ้นและลิเธียม ความแตกต่างของ 100 ครั้งประมาณ $ 15,000 ต่อเมตริกตันลิเธียมโซเดียมเป็น $ 150, เห็นได้ชัดว่ามีโอกาสในการชนะแบตเตอรี่โซเดียม แต่ทำไมแบตเตอรี่โซเดียมไอออนยังไม่สามารถที่จะบรรลุการค้า?

นักวิทยาศาสตร์แล้วสามารถควบคุมปฏิกิริยาการเผาไหม้ของโซเดียมด้วยน้ำ แต่ถนนไปสู่เชิงพาณิชย์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเช่นเดียวกับเป็นอุปสรรคสำคัญที่จะได้รับการแก้ไขใน──แบตเตอรี่ชาร์จและการปฏิบัติของไอออนโซเดียมเรื่องง่ายที่จะได้รับหายไปในระหว่างการเดินทาง

พร้อมแบตเตอรี่โซเดียมไอออนทำงานเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโซเดียมไอออนย้ายไปอาศัยหลักในการดำเนินงานระหว่างขั้วลบและขั้วบวกที่โซเดียมไอออนระหว่างค่าใช้จ่ายและปล่อยที่แนบมาได้อย่างง่ายดายเพื่อขั้วบวกขั้วลบและจะไม่ย้าย

สถานการณ์นี้จะเรียกว่าอินเตอร์เฟซอิเล็กโทรไลของแข็ง (Solid-electrolyteinterphase, SEI) ไอออนจะเกิดขึ้นพันมิลลิเมตรฟิล์มหนาบนขั้วไฟฟ้ากราไฟท์อนุภาคคาร์บอนสามารถป้องกันด้วยอิเล็กโทรเป็นกรดอาการไม่พึงประสงค์เกิดขึ้นขั้วไฟฟ้าในขณะที่ให้ไอออน การติดต่อระหว่างรถรับส่งอิเล็กโทรไล, ศาสตราจารย์ของวิศวกรรมเคมีที่ Purdue University วิลาศ Pol กล่าวว่าการเกิดปรากฏการณ์ SEI ไม่ได้เป็นสิ่งที่ไม่ดี แต่ฟิล์มหนาเกินไป SEI จะใช้ต้องเรียกเก็บประจุโซเดียม

ดังนั้นมหาวิทยาลัย Purdue จึงเสนอวิธีแก้ไขถ้าโซเดียมถูกทำให้เป็นผงสามารถให้โซเดียมที่จำเป็นสำหรับ SEI เพื่อป้องกันอนุภาคคาร์บอนและไม่ใช้ไอออนโซเดียมที่จำเป็นสำหรับการชาร์จและการถ่ายเท

เพื่อลดการสัมผัสระหว่างโซเดียมและไอน้ำทีมงานได้ทำการทดลองในกล่องถุงมือที่เต็มไปด้วยอาร์กอนก๊าซเฉื่อยและใช้คลื่นอัลตราโซนิคเพื่อละลายโซเดียมเป็นกลุ่มเพื่อให้เป็นของเหลวเหมือนของเหลวในที่สุดของเหลวถูกทำให้เย็นลงและถูกระงับ ในสารละลายเฮกเซนอนุภาคของโซเดียมสามารถกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอในสารละลาย

ผลลัพธ์ที่ได้จะค่อนข้างสอดคล้องกับที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวังหลังจากหลายหยดของโซเดียมระงับ (Suspension) ที่ขั้วบวกหรือขั้วลบที่ชาร์จแบตเตอรี่โซเดียมไอออนและการปล่อยของความจุของแบตเตอรี่และความมั่นคงจะดีขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ. Pol หมายถึงตราบใดที่ขั้วไฟฟ้าทำงานแก้ไขเล็กน้อยในการประมวลผล สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ซึ่งจะช่วยให้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่มีต่อวิธีการในเชิงพาณิชย์อีก

แม้ว่าประมาณสองเท่าของปริมาณของโซเดียมไอออนโดยน้ำหนักหรือพลังงานความหนาแน่นของลิเธียมไอออนที่ไม่สามารถนำมาเปรียบเทียบมากกว่าบางทีอาจจะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าของเทคโนโลยีที่มีการคาดว่าจะลดค่าใช้จ่ายของยูทิลิตี้เกรดระบบการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่, สถาบันการวิจัยเป็นฝ่าย กระหายมุ่งหวังที่จะพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนเทคโนโลยีใหม่ในปัจจุบันที่ Purdue University ได้ยื่นชั่วคราว