Дания и MIT разрабатывают батарею "на морской воде".
05.02.2020 в 12:32 | ТЭКНОБЛОГ | Advis.ru
Исследовательская группа из Университета Южной Дании разрабатывает батарею, сырьем для изготовления которой станет обычная морская вода. В будущем такие аккумуляторы смогут заменить литий-ионные в больших системах хранения энергии.
Датская команда работает в партнерстве с Массачусетским технологическим институтом (MIT). Перед ними была поставлена задача найти недорогую альтернативу литиевым батареям, поскольку у них есть два существенных недостатка.
Прежде всего – некоторый дефицит самого лития, чьи залежи имеются лишь нескольких местах на всей планете. Пару лет назад недостаток этого металла стал по-настоящему острым, и цены на него взлетели. Но когда ожидания роста продаж электромобилей не оправдались, ситуация более или менее стабилизировалась.
Тем не менее, Евросоюз снова разогревает рынок электрокаров, чтобы сократить автомобильные выбросы CO2. Так что в ближайшем будущем проблема дефицита лития снова обострится. Другая проблема – кобальт. Правда, она скорее моральная, нежели материальная.
Основную часть мировых поставок кобальта обеспечивает Демократическая Республика Конго, где широко распространены нарушения прав человека и детский труд. В дополнение к этическим соображениям концентрация кобальта в одной стране делает его более дорогим, чем он на самом деле стоит.
И вот группа датских ученых и сотрудников MIT под руководством Дорта Бомхольдта Равнсбека создала натриево-ионную батарею, в которой ни литий, ни кобальт не используются вовсе. Натрий, в отличие от двух упомянутых металлов, широко доступен, поскольку содержится в мировом океане.
Правда, для натриевых аккумуляторов необходимы другие электроды. Команда разработала эти электроды, которые сделаны из сплава железа, фосфора и марганца. По словам Равнсбека, марганец является ключевым элементом. Благодаря ему натриево-ионная батарея имеет более высокое напряжение и большую емкость накопления энергии.
У таких аккумуляторов есть еще одно преимущество: их можно производить на любом заводе, где изготавливают литий-ионные аккумуляторы. Это сделает переход производства с одних аккумуляторов на другие простым и дешевым.
Есть, конечно, недостатки, как и у всякой технологии. В настоящее время сложно разместить натриево-ионные аккумуляторы в небольшом пространстве. Поэтому в ближайшем будущем их можно будет использовать лишь для накопления и хранения энергии.
Некоторые натриевые батареи также подвержены разрушению, потому что их катод набухает и сжимается во время зарядки и перезарядки. И, что более важно, они имеют более низкую плотность энергии, чем эквиваленты ионов лития, из-за большего размера атомов натрия.
Тем не менее, размер не всегда имеет значение. Все больше и больше тендеров на использование солнечной и ветровой энергии включают условие создания энергохранилища. Более дешевая, чем литий-ионная, и сравнительно эффективная батарея, может существенно снизить расходы на создание ветропарка или солнечной электростанции.
Датская команда работает в партнерстве с Массачусетским технологическим институтом (MIT). Перед ними была поставлена задача найти недорогую альтернативу литиевым батареям, поскольку у них есть два существенных недостатка.
Прежде всего – некоторый дефицит самого лития, чьи залежи имеются лишь нескольких местах на всей планете. Пару лет назад недостаток этого металла стал по-настоящему острым, и цены на него взлетели. Но когда ожидания роста продаж электромобилей не оправдались, ситуация более или менее стабилизировалась.
Тем не менее, Евросоюз снова разогревает рынок электрокаров, чтобы сократить автомобильные выбросы CO2. Так что в ближайшем будущем проблема дефицита лития снова обострится. Другая проблема – кобальт. Правда, она скорее моральная, нежели материальная.
Основную часть мировых поставок кобальта обеспечивает Демократическая Республика Конго, где широко распространены нарушения прав человека и детский труд. В дополнение к этическим соображениям концентрация кобальта в одной стране делает его более дорогим, чем он на самом деле стоит.
И вот группа датских ученых и сотрудников MIT под руководством Дорта Бомхольдта Равнсбека создала натриево-ионную батарею, в которой ни литий, ни кобальт не используются вовсе. Натрий, в отличие от двух упомянутых металлов, широко доступен, поскольку содержится в мировом океане.
Правда, для натриевых аккумуляторов необходимы другие электроды. Команда разработала эти электроды, которые сделаны из сплава железа, фосфора и марганца. По словам Равнсбека, марганец является ключевым элементом. Благодаря ему натриево-ионная батарея имеет более высокое напряжение и большую емкость накопления энергии.
У таких аккумуляторов есть еще одно преимущество: их можно производить на любом заводе, где изготавливают литий-ионные аккумуляторы. Это сделает переход производства с одних аккумуляторов на другие простым и дешевым.
Есть, конечно, недостатки, как и у всякой технологии. В настоящее время сложно разместить натриево-ионные аккумуляторы в небольшом пространстве. Поэтому в ближайшем будущем их можно будет использовать лишь для накопления и хранения энергии.
Некоторые натриевые батареи также подвержены разрушению, потому что их катод набухает и сжимается во время зарядки и перезарядки. И, что более важно, они имеют более низкую плотность энергии, чем эквиваленты ионов лития, из-за большего размера атомов натрия.
Тем не менее, размер не всегда имеет значение. Все больше и больше тендеров на использование солнечной и ветровой энергии включают условие создания энергохранилища. Более дешевая, чем литий-ионная, и сравнительно эффективная батарея, может существенно снизить расходы на создание ветропарка или солнечной электростанции.