AIBN tim na Univerzitetu Kvinslend razvio je čvrsti fluorisan blok-kopolimer P(Na3-EO7)-PFPE koji je nezapaljiv i sprečava rast dendrita. Testovi su pokazali više od 5.000 radnih sati na ~80 °C i preko 91% zadržanog kapaciteta posle 1.000 ciklusa. Iako su rezultati obećavajući za mrežno skladištenje energije, naredni cilj je poboljšanje efikasnosti pri sobnoj temperaturi kako bi tehnologija postala komercijalno isplativa.
Novi nezapaljiv čvrsti elektrolit za sodne baterije koji može da transformiše mrežno skladištenje energije
Istraživači Australskog instituta za bioinženjering i nanotehnologiju (AIBN) na Univerzitetu Kvinslend predstavili su nov čvrsti elektrolit koji bi mogao da unapredi bezbednost i izdržljivost baterija za skladištenje energije na nivou elektroenergetskih mreža. Materijal je fluorisan blok-kopolimer nazvan P(Na3-EO7)-PFPE — plastičnog izgleda, nezapaljiv i dizajniran da suzbije rast dendrita.
Ključni rezultati testiranja
U laboratorijskim testovima baterija sa ovim čvrstim elektrolitom radila je više od 5.000 sati na temperaturi od oko 176 °F (~80 °C) i zadržala je preko 91% prvobitnog kapaciteta nakon 1.000 ciklusa punjenja. Takvi rezultati ukazuju na značajnu otpornost na degradaciju i poboljšanu dugoročnu stabilnost, što su ključni zahtevi za mrežno skladištenje energije.
Zašto je to važno
Većina konvencionalnih baterija koristi tečne elektrolite koji su zapaljivi i mogu doprineti požarima ili termičkom bekstejdžu. Jedan od glavnih bezbednosnih problema su dendriti — tanke metalne formacije koje se mogu razviti tokom punjenja, probiti separator i izazvati kratke spojeve. Čvrsti elektrolit koji sprečava rast dendrita rešava dva važna problema: smanjuje rizik od požara i produžava radni vek ćelije.
«Ovakav dugoročni rad je ključan za skladištenje energije na nivou mreže», izjavio je dr Cheng Zhang, vođa istraživačke grupe.
Održivost i izazovi
Sodne metalne baterije (SMB) su zanimljive zato što koriste natrijum — sirovinu koja je jeftinija i šire dostupna od litijuma, što može da smanji zavisnost od rudarstva litijuma koje često ima veći ekološki otisak. Ipak, glavna prepreka ostaje postizanje visoke efikasnosti i stabilnosti pri sobnoj temperaturi.
AIBN tim navodi da je sledeći korak optimizacija performansi na sobnoj temperaturi kako bi materijal postao komercijalno primenljiv. U radu su učestvovali i doktorand Zhou Chen, koji je kombinovao računsko modelovanje i praktično inženjersko iskustvo iz industrije.
Širi kontekst
Paralelna istraživanja u svetu takođe pokazuju napredak: timovi su prijavljivali uspešne testove sodnih čvrstih baterija pri sobnoj temperaturi, dok su drugi razvijali alternativne čvrste elektrolite zasnovane na natrijumskim jedinjenjima. Svi ovi pravci ukazuju na to da sodne čvrste baterije mogu postati realna opcija za velike sisteme skladištenja energije ako se reše preostali tehnički izazovi.
Zaključak: Rezultati AIBN tima su obećavajući jer nude rešenje za dva kritična problema — zapaljivost i rast dendrita — ali je za komercijalnu primenu neophodno dodatno poboljšanje performansi pri sobnim uslovima i skalabilnosti proizvodnje.
Pomozite nam da budemo bolji.
