Atklājumi.lv

Izstrādāts jauns, daudzsološs uzlādējamo bateriju prototips

Pēc divu gadu ilga darba franču pētniekiem izdevies izgatavot pirmās pārlādējamās nātrija jonu baterijas ar komerciālās ražošanas potenciālu. Jaunā prototipa akumulatoru bateriju galvenā priekšrocība ir tāda, ka nātrijs ir daudz plašāk pieejams un lētāks elements, nekā litijs. Pārlādējamo nātrija bateriju efektivitāte līdzšinējos testos izrādījusies ļoti līdzīga kā litija akumulatoru rādītājiem, un jaunais atklājums jau ir piesaistījis ražotāju interesi.

Ideja pārlādējamo bateriju ražošanā izmantot nātriju pirmo reizi radās jau 20.gs. 80.gados. Tomēr litijs, pateicoties tā elektroķīmiskajām īpašībām, kā baterijās pielietojamais materiāls iemantoja daudz lielāku popularitāti, neskatoties uz tā salīdzinoši lielo cenu. Kopš tā laika šī elementa izmantošana ir nepārtraukti augusi – litija jonu baterijas tiek lietotas visa veida pārnēsājamās elektroierīcēs, bez kurām 21.gs. cilvēka dzīve nav iedomājama, piemēram, portatīvajos datoros, mobilajos telefonus, planšetēs un elektriskajos transportlīdzekļos.

Litijs uz mūsu planētas ir sastopams relatīvi reti, kas arī ir galvenais tā bateriju augsto cenu veidojošais faktors. Šī iemesla dēļ lielākā valsts izpētes organizācija Francijā „The French National Centre for Scientific Research” (CNRS), sadarbībā ar „Atomic Energy and Alternative Energies Commission” (CEA) izpētes organizāciju un vairākām citām zinātniskajām laboratorijām apvienojās kopīga mērķa vārdā – atrast nātrija bateriju ideālo „recepti.”

Tagad franču pētniekiem tas ir izdevies – izveidots nātrija jonu bateriju prototips, kurš efektivitātes ziņā spēj konkurēt ar litija jonu baterijām. Nātrija joni jaunajās baterijās uzlādes-izlādes cikla laikā virzās no viena elektroda pie otra šķidrā vidē (elektrolītā).

Turklāt prototipu CEA pētnieki izstrādājuši 18650 standarta formātā. Tas ir bateriju formāts (cilindra veida baterija 1,8 cm diametrā un 6,5 cm garumā), kuru plaši pielieto portatīvo datoru akumulatoros, elektroniskajās cigaretēs, LED gaismekļos, utml.

Pēc tam, kad zinātnieki bija atklājuši ideālo nākotnes bateriju „recepti”, izpēte nonāca nākamajā stadijā, kad no laboratorijas apstākļiem jaunatklātā formula bija jāpārceļ uz pirms-ražošanas izpētes stadiju.

Jau šobrīd nātrija bateriju testa rezultāti ir daudzsološi. Elektrības daudzums, ko var uzglabāt 1 kg bateriju jau sasniedz 90 vatstundas (Wh), daudzumu, kas ir samērojams ar pirmo litija jonu bateriju rādītājiem. Nātrija bateriju dzīves ilgums (maksimālais uzlādes-izlādes ciklu skaits) bez ievērojamiem efektivitātes zudumiem sasniedz aptuveni 2000 reizes. Pie tam nātrija baterijas ir iespējams uzlādēt ļoti ātri, un arī atbrīvot uzkrāto enerģiju tās spēj strauji.

Nātrija lietošana bateriju industriālajā ražošanā nākotnē varētu nodrošināt to, ka pārlādējamās baterijas kļūtu lētākas.

Pētījuma autori arī norādījuši, ka tām būtu liels potenciāls kā atjaunojamās enerģijas uzglabātājām.

Nākamajā projekta posmā pētnieki plāno optimizēt bateriju darbību un turpināt to testēšanu. Pēc tam pastāv ļoti reāla iespēja, ka jaunais atklājums nokļūs arī komerciālajā ražošanā.

Attēls: Izstrādātais bateriju prototips uz nātrija hlorīda (vārāmās sāls) kaudzītes. Publicitātes foto.

Avots:

cnrs.fr

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.