TechNews.bg
Водещи новиниНоваторскиНовиниТехнологии

Натриево-йонните батерии вече достигат 200 Wh/kg

Технологията напредва бързо, а по-евтините суровини могат да превърнат натрия в сериозна алтернатива на лития

(илюстрация: TechNews.bg / AI)

Натриево-йонните батерии вече достигат енергийна плътност от 200 Wh/kg при някои усъвършенствани прототипи, което постепенно ги прави все по-сериозни конкуренти на литиево-йонните технологии. Пазарът се очаква да нарасне значително през следващите 10 години, тъй като натрият е широко разпространен, по-равномерно разпределен географски и може да намали зависимостта от по-ограничени суровини.

Международен екип от учени е анализирал последните разработки и бъдещите перспективи пред ключовите компоненти на натриево-йонните батерии (SIB). Натрият се разглежда като привлекателна алтернатива на лития в акумулаторните технологии. Суровината е широко разпространена и е по-равномерно разпределена по света, което създава потенциал за по-устойчиви и по-малко зависими от геополитически фактори вериги за доставки.

Първите търговски SIB вече са на пазара. Масовото разпространение обаче остава ограничено. Според изследователя Абабай Кетема Ворку, нарастващото търсене на достъпни и устойчиви системи за съхранение в автомобилния, промишления и енергийния сектор може да ускори разширяването на пазара през следващото десетилетие.

Подобрена енергийна плътност

Енергийната плътност остава един от най-съществените фактори при натриево-йонната технология. В момента SIB обикновено постигат между 100 и 160 Wh/kg, докато някои усъвършенствани прототипи вече достигат 200 Wh/kg.

Напредъкът се дължи основно на подобренията в електролитите и електродните материали. По-добрите електролитни формулировки увеличават йонната проводимост и електрохимичната стабилност, докато новите материали позволяват по-висок капацитет и по-добра циклична устойчивост.

Проблеми с по-големия натриев йон

Технологията има и фундаментални ограничения. Натриевият йон има по-голям радиус от литиевия, което създава по-сериозно механично натоварване върху електродните материали при многократно зареждане и разреждане.

Това може да ускори деградацията на електродите и да съкрати експлоатационния живот на клетките. Към проблема се добавят по-високите скорости на саморазреждане и все още недостатъчно развитите вериги за доставка на някои от необходимите материали.

Производството също поставя ограничения. Процесите по формулиране на суспензиите, сушене на електродите и сглобяване на клетките все още могат да бъдат неефективни, което влияе върху крайната цена и мащабирането на технологията.

Нови материали за следващия етап

Изследването разглежда пет основни групи анодни материали: сплави, интеркалационни материали, конверсионни материали, органични материали и MXene. Въглеродните, сплавните и органичните аноди показват добра циклична стабилност и капацитет за съхранение на натрий.

Конверсионните материали от своя страна предлагат висок теоретичен капацитет. Практическото им използване обаче се сблъсква с големи промени в обема при циклиране, недостатъчна електрическа проводимост, нестабилни интерфейси и структурна деградация.

Затова изследователите насочват вниманието си към нови архитектури и наноструктурирани материали. Подобни подходи могат да ограничат механичните повреди и да подобрят взаимодействието между активните материали и електролита.

От електромобили до електрическата мрежа

Стационарното съхранение на енергия е сред най-перспективните приложения на технологията. Натриево-йонните батерии могат да се използват за балансиране на натоварването, интеграция на възобновяеми източници и мащабни системи за съхранение.

Тук енергийната плътност има по-малко значение, защото теглото и размерът на батерията не са толкова критични, колкото при електромобилите. По-ниската цена и достъпността на суровините могат да се окажат по-важни при изграждането на големи системи, които съхраняват електроенергия от соларни и вятърни централи.

Все пак технологията навлиза и в транспорта. Натриево-йонните батерии вече привличат интерес в автомобилната индустрия, особено при електрически двуколесни и триколесни превозни средства, където по-ниската цена може да компенсира по-ниската енергийна плътност.

При електромобилите с по-голям пробег литиево-йонните батерии все още имат значително предимство. При градска мобилност, стационарно съхранение и приложения, при които цената и достъпността на суровините са водещи фактори, натриево-йонната технология има по-благоприятна позиция.

още от категорията

Започна масовото производство на полутвърдотелни батерии

TechNews.bg

Нова батерия почти не губи енергия при минусови температури

TechNews.bg

Нова батерия на Tesla се зарежда за 10 минути

TechNews.bg

Пробивът е близо: Golden Bell батерии увеличават пробега на е-колите до 1500 км

TechNews.bg

Спящият гигант се събужда: индустриалното съхранение на енергия

TechNews.bg

CATL изпревари LG в патентите за батерии

TechNews.bg

Коментари