Amerikanska forskare har utvecklat en ny typ av smält saltbatteri, som förväntas uppnå energilagring på nätnivå till lägre temperatur och låg kostnad.

Med den kontinuerliga ökningen av förnybara energikällor som vind- och solenergi behövs kreativa lösningar för att lagra intermittent energi från naturen. En potentiell lösning är ett smält saltbatteri, vilket ger fördelar som litiumbatterier inte har, men vissa problem måste lösas.

Forskare vid Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories) under US National Nuclear Safety Administration har föreslagit en ny design som kan lösa dessa brister och demonstrerat ett nytt smält saltbatteri som är kompatibelt med den för närvarande tillgängliga versionen. I jämförelse kan denna typ av energilagringsbatteri konstrueras billigare samtidigt som det lagras mer energi.

Att lagra stora mängder energi billigt och effektivt är nyckeln till att använda förnybar energi för att driva hela staden. Även om den har många fördelar, är det vad den dyra litiumbatteritekniken saknar. Smältsaltbatterier är en mer kostnadseffektiv lösning som använder elektroder som förblir smälta med hjälp av höga temperaturer.

"Vi har arbetat hårt för att sänka arbetstemperaturen för smälta natriumbatterier till lägsta möjliga fysiska temperatur", säger Leo Small, projektets ledande forskare. "Samtidigt som batteritemperaturen sänks kan det också minska den totala kostnaden. Du kan använda billigare material. Batterier kräver mindre isolering, och kablarna som ansluter alla batterier kan vara tunnare."

Kommersiellt kallas denna typ av batteri ett natrium-svavelbatteri. Vissa av dessa batterier har utvecklats globalt, men de fungerar vanligtvis vid temperaturer på 520 till 660°F (270 till 350°C). Sandia-teamets mål är mycket lägre, även om det kräver omtanke eftersom kemikalier som arbetar vid höga temperaturer inte är lämpliga för att arbeta vid lägre temperaturer.

Det är underförstått att forskarnas nya design består av flytande natriummetall och en ny typ av flytande blandning. Denna flytande blandning består av natriumjodid och galliumklorid, som forskarna kallar katolyten.

En kemisk reaktion inträffar när batteriet frigör energi, producerar natriumjoner och elektroner som passerar genom det mycket selektiva separationsmaterialet och gör smält jodidsalt på andra sidan.

Detta natrium-svavelbatteri kan arbeta vid en temperatur på 110°C. Efter åtta månaders laboratorietester har den laddats och laddats ur mer än 400 gånger, vilket bevisar dess värde. Dessutom är dess spänning 3.6 volt, vilket forskare säger är 40% högre än för smältsaltbatterier på marknaden, så det har en högre energitäthet.

Forskningsförfattaren Martha Gross sa: "På grund av den nya katolyt som vi rapporterade i detta dokument är vi mycket spända på hur mycket energi som kan injiceras i detta system. Smälta natriumbatterier har funnits i årtionden, och de finns över hela världen, men det har de aldrig varit. Ingen har pratat om dem. Så det är fantastiskt att kunna sänka temperaturen och ta tillbaka lite data och säga: "Det här är ett verkligt gångbart system."

Forskare riktar nu sin uppmärksamhet mot att minska kostnaderna för batterier, vilket kan uppnås genom att ersätta galliumklorid, som är cirka 100 gånger dyrare än bordssalt. De sa att denna teknik fortfarande är 5 till 10 år borta från kommersialisering, men det som är fördelaktigt för dem är batteriets säkerhet eftersom det inte skapar en brandrisk.

"Detta är den första demonstrationen av den långsiktiga stabila cykeln för ett smält natriumbatteri med låg temperatur", säger forskningsförfattaren Erik Spoerke. "Vår magi är att vi har bestämt saltkemin och elektrokemin, vilket gör att vi kan arbeta vid 230°F effektivt. Arbete. Denna lågtemperaturnatriumjodidstruktur är en modifiering av smälta natriumbatterier."