ایرانیان جهان - چین موفق به توسعه باتری‌های جدید خورشیدی با ظرفیت ذخیره‌سازی 81.4 درصد شده است و محدودیت‌های باتری‌های لیتیوم‌یونی را ندارد و گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر را تسهیل می‌کند.
به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، باتری‌های سدیم‌سولفور (سدیم‌گوگرد) کارایی بالاتری نسبت به باتری‌های لیتیوم‌ یونی دارند، اما در حال حاضر برای ذخیره انرژی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
محققان دانشگاه عادی فوجیان در چین یک الکترولیت پلیمری شبه‌جامد مبتنی بر نمک دوگانه (DS-QSPE) تولید کرده‌اند که می‌تواند باتری‌های سدیم‌سولفور (Na-S) را به یک راه‌حل عملی برای نیازهای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ تبدیل کند.
باتری سدیم‌سولفور، آینده ذخایر خورشیدی جهان باتری‌های سرب و لیتیوم نام‌هایی آشنا در دنیای حفظ و ذخیره انرژی محسوب می‌شود، اما سدیم‌گوگرد، آینده فناوری باتری است. لیتیوم تنها 0.002 درصد، اما سدیم بیش از 2.5 درصد از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و در مقایسه با لیتیوم فراوان‌تر و با محیط زیست سازگارتر است. مطالعات قبلی نشان می‌دهد که باتری‌های سدیم‌سولفور می‌توانند هزینه کمتری داشته باشند، چگالی انرژی بالایی ارائه دهند، سبک وزن باشند، در طول تولید به آب کمتری نیاز داشته باشند، در شرایط دمای بالا مقاومت کنند و به‌طور بالقوه طول عمر بیشتری نسبت به باتری‌های معمولی داشته باشند، بااین‌حال برای ساخت و استفاده از این باتری‌ها در مقیاس بزرگ محدودیت‌هایی وجود دارد.

محدودیت‌های باتری‌های سدیم‌سولفور و راهکارهای امیدوارکننده طرح‌های فعلی باتری‌های سدیم‌سولفور ضعیف و دارای راندمان پایین، همچنین روبه‌رو با مسائل ایمنی پایین هستند. علت اصلی این مشکلات رابط‌های ناپایدار الکترود-الکترولیت است. به‌عنوان مثال الکترولیت معمولی مورد استفاده در باتری‌های سدیم‌سولفور، الکترولیت جامد سدیم بتا آلومینا مذاب (BASE) است. این الکترولیت توانایی جلوگیری از تشکیل دندریت‌های سدیم (ساختارهای میکروسکوپی نوک‌تیزی که موجب اتصال کوتاه می‌شوند) را ندارد.
علاوه‌بر این، نمی‌تواند فعالیت پلی‌سولفیدسدیم را محدود کند که محصول جانبی واکنش بین سدیم و گوگرد است، بین دو الکترود به جلو و عقب حرکت می‌کند و عملکرد و ظرفیت باتری را کاهش می‌دهد (به آن اثر شاتل پلی سولفید نیز گفته می‌شود).
برای غلبه بر این محدودیت‌ها، تیم دانشگاه عادی فوجیان چین الکترولیتی تولید کرده است (DS-QSPE) که ادعا می‌کند به‌طور مؤثر رابط‌های الکترود / الکترولیت را تثبیت و اثر شاتل پلی سولفید را در باتری‌های سدیم‌سولفور با دمای اتاق سرکوب خواهد کرد؛ یک الکترولیت پلیمری شبه جامد که خواص الکترولیت‌های جامد و مایع را با هم ترکیب می‌کند. چنین الکترولیت‌هایی به‌طور معمول با ترکیب یک الکترولیت مایع در یک ماتریس پلیمری ساخته می‌شود که در نتیجه یک ماده ژل‌مانند یا نیمه‌جامد ایجاد می‌شود. بررسی نمونه‌های آزمایشگاهی منجر به رسانایی بالا و رابط‌های پایدار شد و عملکرد فوق‌العاده‌ای را نشان داد. طبق بررسی‌ها این الکترولیت 81.4 درصد از ظرفیت اولیه خود را حفظ می‌کند که این عملکرد به‌طور قابل‌توجهی بالاتر از باتری‌هایی است که از الکترولیت‌های مایع استفاده می‌کنند.

تقویت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر باتری‌های لیتیوم‌یونی برای وسایل‌نقلیه الکتریکی و سایر راه‌حل‌های انرژی کوچک و متوسط مقیاس عالی هستند، بااین‌حال دسترسی محدود به لیتیوم، عواقب ناگوار استخراج لیتیوم و استفاده از فلزات سنگین همچون نیکل و کبالت در باتری‌های لیتیوم یونی، دانشمندان را مجبور می‌کند به‌دنبال جایگزین‌هایی باشند. جهان به باتری‌هایی با پتانسیل تقویت پذیرش منابع انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ و ارائه ابزاری پایدار، کارآمد و کم‌هزینه برای ذخیره انرژی نیاز دارد و باتری‌های سدیم‌سولفور یکی از گزینه‌های عالی به شمار می‌روند، زیرا الکترونیک جدید راه‌حل قابل اعتماد و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهد که عملکرد و پایداری این باتری‌ها را در دمای اتاق افزایش می‌دهد.
کد خبر 831407