Globale energiselskaper som Tesla og Sonnen tar tak i overskrifter for å installere store litiumionbatterier i kraftnettet på steder som Australia, Puerto Rico og USA. Det ville dermed være lett å anta at litium ion er det eneste valget for batteristøtte av strømforsyninger. Mens litiumionbatterier utgjør 59% av elektrokjemisk nettlagring, eksisterer andre batteriteknologier. En av disse er natrium svovel (NaS).
NaS-batterier faller inn i en kategori som kalles høy temperatur batterier. De kalles dette fordi forhøyede temperaturer kreves for å holde anoden og katodematerialene i smeltet tilstand for at batteriet skal fungere. I drift skaper den kjemiske reaksjonen som finner sted nok varme til å opprettholde smeltet tilstand. Det er bare under oppstart eller når batteriet er tomt at ekstern oppvarming må skje.
bruken av smeltet natrium som en anode (negativ elektrode) og smeltet svovel som en katode (positiv elektrode) ble først utviklet Av Ford Motor Company på 1960-tallet. Driftstemperaturen på 300-350°C-nødvendig for å holde natrium og svovel i smeltet tilstand-sammen med farene ved svært reaktivt natriummetall, utgjorde farer for bruk Av nas-batteriet i elektriske kjøretøy (Ev) på veier. Til Slutt forlot Ford ideen til Ev.
NGK har utviklet betydelig grid-skala natrium svovel (NaS) batterikapasitet rundt om i verden. (Bilde kilde: NGK)
Keramikkspesialisten NGK Isolators, I Japan, begynte å jobbe med nas-konseptet i 1989. NGK la til en Tynn Beta Alumina keramisk elektrolyttmembran mellom de smeltede materialene. Under utslipp tillater den keramiske membranen bare positivt ladede natriumioner å passere gjennom, fra det negative smeltede natrium til det positive smeltede svovel. Under lading blir prosessen reversert. I samarbeid med Tokyo Electric Power Company (TEPCO) gikk NGK i produksjon med sitt kommersielle nas-stasjonære batteri for fornybar energi nettstøtte i 2002.
NGK fant flere applikasjoner I Japan for Sitt nas-batteri, inkludert lastutjevning på vindparker og andre nettjenester. Teknologien spredte seg til andre deler av verden. Til nå er mer enn 300 MW nas-lagring i 170 land på plass. Dette representerer ca 3% av den totale elektrokjemiske grid lagring.
Ifølge International Renewable Energy Agency (IRENA) i oktober 2017 Elektrisitetslagring og Fornybar energi rapport, er energitettheten Til Et nas-batteri mellom 140 og 300 watt-timer / liter (Wh/L). Dette er noe mindre enn 500 Wh / L av et nåværende generasjons litiumionbatteri. Hva NaS tilbyr er en mye lengre levetid-mer enn 5000 lade – og utladningssykluser. Dette er nesten dobbelt så mye som mulig med et litiumionbatteri. NaS tilbyr også litt lavere kostnader (hovedsakelig på grunn av å være laget av billige og rikelig materialer) sammenlignet med litiumionbatterier.
Bytte Av Keramisk Membran
En av de begrensende faktorene for aksept av høytemperaturbatterier har vært den skjøre naturen til den keramiske membranen mellom de smeltede anoden og katodekomponentene. Den papirtynne membranen blir lett skadet når batteriet er i drift. Nå har en forskergruppe ved MIT publisert et papir I Nature som beskriver bruken av et metallnett for å erstatte den keramiske membranen i høytemperaturbatterier.
tilnærmingen tatt AV mit-teamet var å erstatte funksjonen til den sprø keramiske membranen med et mer robust og fleksibelt, spesielt belagt metallnett. Etter å ha eksperimentert med en rekke materialer ble de beste resultatene oppnådd ved bruk av et stålnett belagt med en løsning av titanitrid. Det resulterte i et brukbart, billigere batteri.
teamet fant også noe uventet. «Membranen hadde utført sin rolle—selektivt tillater visse molekyler å passere gjennom mens de blokkerer andre-på en helt annen måte, ved hjelp av sine elektriske egenskaper i stedet for den typiske mekaniske sorteringen basert på porens størrelser i det (keramiske) materialet.»
«jeg anser dette som et gjennombrudd,» sa Mit Professor Donald Sadoway, I Mit-Pressemeldingen. «Det faktum at du kan bygge en natrium-svovel type batteri, eller en natrium/nikkel-klorid type batteri, uten å ty til bruk av skjøre, sprø keramikk – som forandrer alt—» sa han.
Litiumionbatterier vil forbli det beste valget for personlig elektronikk og å drive elektriske biler i overskuelig fremtid. Potensialet for høytemperaturbatterier-spesielt de som bruker smeltet natrium og svovel-kan imidlertid bidra til å redusere kostnadene og forbedre påliteligheten til energinett som er avhengige av fornybare energikilder.
et bredt spekter av batteri emner vil bli diskutert På Battery Show på September 11-13 I Novi, Michigan. Her er et program liste som angir når hver presentasjon vil finne sted.
Senior Redaktør Kevin Clemens har skrevet om energi, bil og transport emner for mer enn 30 år. Han har mastergrad I Materialteknikk Og Miljøutdanning og en doktorgrad I Maskinteknikk, som spesialiserer seg på aerodynamikk. Han har satt flere verdenshastighetsrekorder på elektriske motorsykler som han bygget i sitt verksted.
Vil Tilførsel Av Litium Møte Batterikrav?
Protonbatteri Kan Tilby Litiumionalternativ
En Ny Rynke I Litiummetallbatteriforskning
Batteriomdreininger Er Spådd Ukentlig, Men Dette Kan Være Ekte
Katodedesign Styrker Lagringskapasiteten Til Magnesiumbaserte Batterier
Silisiumtilskudd Karbon For Å Forbedre Li-ion-Batterier
Nord-Amerikas Fremste Batterikonferanse.
Bli med på vårt dybdegående konferanseprogram med over 100 tekniske diskusjoner som dekker emner fra nye batteriteknologier og kjemikalier til BMS og termisk styring.
Batteriet Viser. September. 11-13, 2018, i Novi, MI. Registrer deg for arrangementet, hostet Av Design News ‘ morselskap UBM.