Хотя литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются предпочтительной технологией накопления энергии, университетские исследователи объединили усилия для тестирования натрий-ионных аккумуляторов в качестве потенциального конкурента, сообщает Electronics Point. 

Появление натрий-ионных аккумуляторов (SIBS), также известных по химической формуле Na-ion, «обладает большим потенциалом в качестве возможного ‘преемника’ LIB: они недороги, экологичны и обладают разнообразными ключевыми показателями эффективности, способными удовлетворить множество различных применений».

Хотя SIB имеют потенциал бросить вызов доминирующему положению литий-ионных аккумуляторов, исследователи отмечают, что предстоит решить ряд проблем, в том числе «образование кристаллов соли, которые накапливаются внутри структуры SIB и в конечном итоге выводят их из строя».

К положительным сторонам натрий-ионных аккумуляторов относятся:

•  Низкая стоимость

•  Экологичность

• , разнообразные ключевые показатели эффективности, способные удовлетворить множество различных применений.

Чтобы проверить этот потенциал, «команда экспертов по технологии Na-ion из Уорикского университета в Англии вместе с коллегами из ведущих институтов Германии, Франции, Норвегии и Испании объединились, чтобы оценить текущее состояние технологии Na-ion.»

 

Схема натрий-ионного (Na-ion) аккумулятора. В центре изображения наложены две микроскопические фотографии, отображающие химический состав аккумулятора. Источник изображения: Уорикский университет через ScienceDirect.

 

Исследователи изложили свои выводы в статье «Сегодняшние вызовы для натрий-ионных аккумуляторов будущего: от материалов до показателей ячеек», опубликованной в Journal of Power Sources 18 сентября 2020 года.

Натрий-ионные аккумуляторы бывают разных видов:

• NaO2 (натрий-воздушный)

• Na/S (натрий-серное хранение).

 Ожидается, что рынок натрий-ионных аккумуляторов будет расти со среднегодовым темпом роста 5%, причём именно в приложениях стационарного накопления энергии натрий-ионные аккумуляторы могут оказаться наиболее перспективными.

 

 

Подборка изображений, иллюстрирующих различные химические составы натриевых аккумуляторов. Слева на изображении показаны некоторые предлагаемые области применения натрий-ионных аккумуляторов, включая питание электромобилей. Источник изображения: Уорикский университет.

 

По словам исследователей, слоистые оксиды, полианионные соединения (от слова «полианион», означающего молекулу или химический комплекс с отрицательными зарядами в нескольких местах) и аналоги берлинской лазури являются наиболее перспективными материалами для положительных электродов, а также оксиды на основе титана, углерод и легирующие соединения для отрицательных электродов на основе внедрения.

 «В этой области натрий-ионные аккумуляторы обладают потенциалом доминировать на будущем рынке, представляя собой наиболее перспективную систему для устранения разрыва между производством и использованием энергии за счёт обеспечения энергоснабжения,»  заявила Ивана Хаса, соавтор научной статьи, отметив приложения высокой мощности в электромобилях как потенциальную нишу для SIB. Она также отметила, что требуется дополнительная работа, «чтобы повысить показатели высокого напряжения, ёмкости, срока службы и эффективности натрий-ионных устройств».

Это отличная новость для рынка систем накопления энергии, где остро необходим преемник литий-ионной технологии для снижения затрат и улучшения срока службы циклов.