שבוע חדש וסוללה חדשה: Na-ion (נתרן-יון), דומה בפרמטרים ל-Li-ion, אך זול פי כמה
חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון סטייט (WSU) יצרו סוללת "מלח נוסף" המשתמשת בנתרן במקום ליתיום. נתרן (Na) שייך לקבוצת המתכות האלקליות, בעל תכונות כימיות דומות, כך שלתאים המבוססים עליו יש סיכוי להתחרות ב-Li-ion. לפחות בחלק מהאפליקציות.
סוללות Na-ion: הרבה יותר זולות, מעט נחותות מליתיום-יון, בשלב המחקר
נתרן הוא אחד משני יסודות בנתרן כלורי (NaCl) נתרן כלורי. בניגוד לליתיום, הוא נמצא בשפע הן במרבצים (מלח סלעים) והן בים ובאוקיינוסים. כתוצאה מכך, תאי Na-ion יכולים להיות זולים פי כמה מתאי ליתיום-יון, ודרך אגב, הם חייבים להיות מתוכננים באמצעות אותם חומרים ומבנים כמו תאי ליתיום-יון.
העבודה על תאי Na-ion בוצעה לפני כ-50-40 שנה, אך הופסקה מאוחר יותר. יון הנתרן גדול יותר מיון הליתיום, ולכן ליסודות יש בעיה לשמור על מטען מתאים. המבנה של הגרפיט - גדול מספיק עבור יוני ליתיום - התברר כצפוף מדי עבור נתרן.
המחקר התחדש בשנים האחרונות כאשר הביקוש לרכיבים חשמליים לשימוש חוזר זינק. מדעני WSU יצרו סוללת נתרן-יון שאמורה לאגור כמות אנרגיה דומה לזו שניתן לאחסן בסוללת ליתיום-יון דומה. בנוסף, הסוללה החזיקה מעמד מחזור טעינה אחד ושמרה על למעלה מ-1 אחוז מהקיבולת המקורית שלה (המקורית).
שני הפרמטרים הללו נחשבים ל"טובים" בעולם סוללות הליתיום-יון. עם זאת, עבור אלמנטים עם יוני נתרן, עמידה בתנאים התבררה כקשה בגלל הצמיחה של גבישי נתרן בקתודה. לכן, הוחלט להשתמש בשכבת הגנה של תחמוצת מתכת ואלקטרוליט עם יוני נתרן מומסים, שייצבו את המבנה. הצליח.
החיסרון של תא Na-ion הוא צפיפות האנרגיה הנמוכה שלו, וזה מובן כשלוקחים בחשבון את גודל אטומי הליתיום והנתרן. עם זאת, בעוד שבעיה זו יכולה להיות בעייתית ברכב חשמלי, היא אינה משפיעה לחלוטין על אגירת האנרגיה. גם אם Na-ion תופס פי שניים יותר מקום מאשר ליתיום-יון, מחירו נמוך פי שניים או שלושה יהפוך את הבחירה לברורה.
רק שזה המוקדם ביותר מזה כמה שנים...
זה עשוי לעניין אותך:
