2024
Натриево-йонната батерия може да се превърне в рентабилна алтернатива на литиево-йонната. А сега при нови разработки беше постигнат значителен пробив: защото натриево-йонната батерия ще използва предимствата на коренно различен модул за съхранение на енергия
Много лаборатории по света отдавна работят върху алтернатива на литиево-йонните батерии – т.е. върху иновация, която ще бъде в основата на мощна супербатерия за нови модели електрически автомобили. Натрият е обещаващ заместител на лития при батериите, тъй като струва значително по-малко.
Сега група корейски учени твърди, че е постигнала пробив, благодарение на който натриево-йонните батерии не само щели да настигнат в технологично отношение литиево-йонните батерии, но дори щели да ги надминат. Това станало възможно благодарение преди всичко на комбинация на електрохимичната батерия с компоненти на електростатичния суперкондензатор.
Ако предположенията на екипа от Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) се окажат верни, тяхната иновативна батерия ще се характеризира с енергийна плътност като при литиево-йонните батерии. Освен това суперкондензаторите имат способността да абсорбират и освобождават заряд със светкавична скорост. Новата батерия ще може да се зарежда значително по-бързо от литиево-йонна, вероятно в рамките на секунди. Има и други предимства на натриевите аноди: запазване на показателите при студ, почти никакъв риск от пожар, по-дълъг експлоатационен живот (с повече цикли на зареждане).
Комбинация от батерия и суперкондензатор
Суперклетката с натриев анод от Южна Корея трябва да притежава всички тези свойства. Eкипът учени, ръководен от професор Йеунг Ку Канг, влага много усилия в разработката на комбинация („хибрид“) от батерия и суперкондензатор. Материалът за единия електрод е избран така, че да бъде близък като структура на кондензатор. Това му позволява да абсорбира бързо статична енергия, което позволява на хибридната батерия да отдава енергия с висока скорост.
Вторият електрод осигурява високата енергийна плътност, необходима на тягова батерия. Според ръководителя на екипа Канг клетката на батерията имала енергийна плътност 247 ватачаса на килограм – което приблизително съответства на показателите на съвременните литиево-йонни батерии. В същото време тя трябва да има много висока енергийна плътност, 20 пъти по-висока от тази на литиево-йонните клетки от актуалната генерация. Това било „пробив в преодоляването на ограниченията на батериите“.
Цената и датата на старта на производството – все още неясни
Ученият очаква технологията да намери широко приложение – вероятно и в електрическите автомобили. Засега обаче не е ясно кога това може да стане. Към момента става въпрос само за прототип на една клетка. Тепърва ще се правят изпитания дали принципът ще може да бъде пренесен в масовото производство и каква ще бъде цената на батерия, направена от такива клетки. Много производители към момента работят върху натриево-йонни батерии. Първият прототип на автомобила с такава батерия беше Yiwei E10X от партньора на VW JAC в Китай през 2023 г.
Каква е разликата между батерия и кондензатор?
Подобно на батерията, и кондензаторът може да съхранява енергия, но по различен начин и за различни приложения. Докато батерията „поема“ и отдава електричество по химичен път, кондензаторът се зарежда чрез статично електрическо поле. В сравнение с батерията, кондензаторът се зарежда значително по-бързо – както се случва и отдаването на заряда. От друга страна, кондензаторът може да задържа статичния си заряд за сравнително кратко с оглед на малкия си капацитет. В зависимост от размера на кондензатора, задържането на заряд може да отнема от няколко секунди до няколко дни. Кондензаторите се използват там, където тече постоянно напрежение, но се налага определени функции да останат активни в случай на внезапна повреда – например в компютрите. Кондензаторите се използват и като допълнителен модул за съхранение на енергия при необходимост от отдаване на висока мощност на момента – например в състезателни автомобили.
