Может ли будущее быть за счет соли? Этот исследователь думает, что это возможно

Если бы инновации в области батарей были коктейльной вечеринкой, то именно ион лития мог бы поглощать весь кислород в комнате, рассказывать слишком много шуток и едва позволять кому-либо говорить что-либо в духе. Естественно, Тесла играет немаловажную роль в этом, который использует литий-ионные аккумуляторы в своих автомобилях и в таких проектах, как Hornsdale Power Reserve, в попытке построить самую большую литий-ионную аккумуляторную батарею в мире в Западной Австралии.

Но доминирование аккумуляторных батарей простирается гораздо дальше, до начала 1990-х годов, когда Sony впервые выпустила их на рынок и начала использовать их в портативных устройствах. С тех пор компании потратили время, деньги и исследования на улучшение ионно-литиевых батарей, и теперь они питают все - от смартфонов до автомобилей.

Но эти литий-ионные батареи тоже не идеальны, объясняет Ширли Мэн, профессор наноинженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего. С одной стороны, они дороги и требуют использования кобальта, который иногда может быть конфликтным минералом. Вместе со своими коллегами Мэн недавно начал изучать вопрос о том, может ли наше увлечение ионами лития затмить другие более перспективные области исследований аккумуляторов, например, аккумуляторы, изготовленные из натрия.

«В начале 1960-х годов многие исследователи работали над ионно-натриевыми батареями», - рассказывает Мэн. Inverse. «Причина, по которой он не взлетел, заключается в том, что ион лития имеет очень высокое напряжение, и это очень хорошо для транзисторов, то есть для смартфонов. Таким образом, напряжение натрия … по своей природе ниже, чем у лития. Таким образом, в течение 10 лет не проводилось никаких исследований натриевых батарей ».

Зачем делать батареи из соли?

Основная причина, почему перспектива ионно-натриевых аккумуляторов настолько захватывающая? Соль очень распространена, а это означает, что теоретически ионно-натриевые батареи будут довольно дешевыми. Одна квадратная миля океана содержит примерно 120 миллионов тонн хлорида натрия. Мэн говорит, что это означает, что его теоретическая минимальная цена за киловатт-час фактически ниже, чем у лития.

«Предполагается, что стоимость натрия будет составлять от 60 долларов за киловатт-час до 80», - говорит Мэн. «Так что примерно вдвое меньше, чем литий».

Благодаря новому исследовательскому гранту от Национального научного фонда, Мэн сможет выяснить, действительно ли эти прогнозы осуществимы, и что нужно сделать, чтобы сделать натриево-ионные батареи жизнеспособным источником энергии. Короче говоря, две вещи действительно должны произойти. Во-первых, нам нужно просто лучше понять химию ионно-натриевых батарей. Во-вторых, устройства в целом должны стать более эффективными.

«Мы давно говорим о маломощной электронике, - объясняет она. «Нет причин, по которым в наши дни транзисторы должны иметь такое высокое напряжение».

Электроники малой мощности в сочетании с лучшим пониманием того, как на самом деле работают натриево-ионные аккумуляторы, может быть достаточно, чтобы помочь ионам натрия преодолеть экономические трудности, с которыми они сейчас сталкиваются, и помочь им закрепиться в частном секторе. Несколько компаний уже пытались, в частности, поддерживаемый Биллом Гейтсом Aquion, который привлек $ 190 млн. Венчурного капитала и долга только для того, чтобы обанкротиться в 2017 году. GreenTechMedia Отчет от времени.