Vai nākotne var būt sāls? Šis pētnieks domā, ka tas ir iespējams

Ja akumulatora inovācija būtu kokteiļu ballīte, litija jonu varētu izvilkt visu skābekli telpā, pastāstot pārāk daudz joku un tikko ļaujot ikvienam iegūt vārdu malā. Protams, Tesla šajā ziņā nav liela daļa, kas savās automašīnās izmanto litija jonu baterijas un tādus projektus kā Hornsdale Power Reserve, kas cenšas veidot lielāko litija jonu akumulatoru pasaulē Rietumaustrālijā.

Bet akumulatora šķirnes dominējošais stāvoklis turpinās daudz tālāk, līdz 1990.gadu sākumam, kad Sony vispirms tos komercializēja un sāka ievietot portatīvajās ierīcēs. Kopš tā laika uzņēmumi ir izlietojuši laiku, naudu un pētījumus par litija jonu bateriju labāku izgatavošanu, un tagad viņi var izmantot visu, sākot no viedtālruņa līdz automašīnām.

Bet šie litija jonu akumulatori arī nav ideāli, skaidroja Shirley Meng, Kalifornijas San Diego Universitātes nano-inženierzinātņu profesors. Tie ir dārgi, par vienu, un tiem ir nepieciešama kobalta izmantošana, kas dažkārt var būt konflikta minerāls. Kopā ar saviem kolēģiem Meng nesen sāka pētīt jautājumu par to, vai mūsu aizraušanās ar litija jonu var aizēnot citas daudzsološākas bateriju izpētes jomas, piemēram, baterijas, kas izgatavotas no nātrija.

"60. gadu sākumā daudzi pētnieki strādāja ar nātrija jonu baterijām," stāsta Mengs Apgrieztā. „Iemesls, kāpēc tas nav pacēlies, ir tas, ka litija jonam ir ļoti augsts spriegums, un tas ir ļoti labs tranzistoriem, tāpēc viedtālruņi. Tātad nātrija spriegums ir… zemāks par litija spriegumu. Tātad ir 10 gadu ilgs pētījums par nātrija baterijām. ”

Kāpēc darīt baterijas no sāls?

Galvenais iemesls, kāpēc nātrija jonu bateriju izredzes ir tik aizraujošas? Sāls ir pārmērīgi bagāts, kas nozīmē, ka nātrija jonu baterijas teorētiski būtu diezgan lētas. Viena kvadrātveida jūdze no okeāna satur aptuveni 120 miljonus tonnu nātrija hlorīda. Mengs saka, ka tas nozīmē, ka tā teorētiskā minimālā cena par kilovatstundu faktiski ir zemāka par litiju.

„Paredzams, ka nātrija izmaksu punkts būs no 60 dolāriem par kilovatstundu līdz 80,” saka Mengs. "Tātad apmēram puse, cik litija."

Pateicoties Nacionālās Zinātnes fonda jaunajai pētniecības dotācijai, Meng varēs izpētīt, vai šīs prognozes ir patiešām iespējams, un ko tā veiks, lai nātrija jonu baterijas kļūtu par dzīvotspējīgu enerģijas avotu. Īsāk sakot, divas lietas patiešām ir jānotiek. Pirmais ir tas, ka mums ir nepieciešams labāk saprast nātrija jonu bateriju ķīmiju. Otrs ir tas, ka ierīcēm kopumā ir jākļūst efektīvākām.

„Mēs jau ilgu laiku esam runājuši par mazjaudas elektroniku,” viņa skaidro. „Nav iemesla, kāpēc šajās dienās tranzistoriem jābūt tik augstiem spriegumiem.”

Mazjaudas elektronika, kas apvienota ar labāku izpratni par to, kā nātrija jonu baterijas faktiski darbojas, varētu būt pietiekama, lai palīdzētu nātrija joniem pārvarēt ekonomiskos vājos, ar ko viņi tagad saskaras, un palīdz viņiem iegūt stabilu vietu privātajā sektorā. Vairāki uzņēmumi jau ir mēģinājuši, jo īpaši Bill Gates atbalstītais Aquion, kas paaugstināja 190 miljonus ASV dolāru riska kapitāla un parādu tikai bankrotēt 2017. gadā, saskaņā ar GreenTechMedia ziņot no brīža.