Bandarískir vísindamenn hafa þróað nýja tegund af bráðnu saltrafhlöðu, sem gert er ráð fyrir að nái orkugeymslu á neti við lægra hitastig og litlum tilkostnaði.

Með stöðugri aukningu endurnýjanlegra orkugjafa eins og vind- og sólarorku er þörf á skapandi lausnum til að geyma orku frá náttúrunni með hléum. Hugsanleg lausn er bráðið salt rafhlaða, sem veitir kosti sem litíum rafhlöður hafa ekki, en nokkur vandamál þarf að leysa.

Vísindamenn hjá Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories) undir bandarísku kjarnorkuöryggisstofnuninni hafa lagt til nýja hönnun sem getur leyst þessa galla og sýnt fram á nýja bráðna salt rafhlöðu sem er samhæfð við þá útgáfu sem nú er tiltæk. Til samanburðar er hægt að smíða þessa tegund af rafhlöðu fyrir orku á ódýrari hátt á meðan hún geymir meiri orku.

Að geyma mikið magn af orku á ódýran og skilvirkan hátt er lykillinn að því að nýta endurnýjanlega orku til að knýja alla borgina. Þó að það hafi marga kosti, þá skortir þetta dýru litíum rafhlöðutæknina. Bráðnar salt rafhlöður eru hagkvæmari lausn sem notar rafskaut sem haldast bráðnuð með hjálp hás hitastigs.

"Við höfum unnið hörðum höndum að því að lækka vinnuhita bræddra natríum rafhlöður niður í lægsta mögulega líkamlega hitastigið," sagði Leo Small, aðalrannsakandi verkefnisins. "Samhliða því að lækka hitastig rafhlöðunnar getur það líka dregið úr heildarkostnaði. Hægt er að nota ódýrara efni. Rafhlöður þurfa minni einangrun og vírarnir sem tengja allar rafhlöðurnar geta verið þynnri."

Í viðskiptum er þessi tegund af rafhlöðum kölluð natríum-brennisteinsrafhlaða. Sumar af þessum rafhlöðum hafa verið þróaðar á heimsvísu, en þær virka venjulega við hitastig á bilinu 520 til 660°F (270 til 350°C). Markmið Sandia teymisins er mun lægra, þó að það þurfi endurhugsun vegna þess að efni sem vinna við háan hita henta ekki til að vinna við lægra hitastig.

Það er litið svo á að nýja hönnun vísindamannanna samanstendur af fljótandi natríummálmi og nýrri tegund af fljótandi blöndu. Þessi fljótandi blanda er samsett úr natríumjoðíði og gallíumklóríði, sem vísindamennirnir kalla kaþólýtinn.

Efnaviðbrögð eiga sér stað þegar rafhlaðan losar orku, framleiðir natríumjónir og rafeindir sem fara í gegnum mjög sértæka aðskilnaðarefnið og búa til bráðið joðíðsalt á hinni hliðinni.

Þessi natríum-brennisteins rafhlaða getur unnið við 110°C hita. Eftir átta mánaða rannsóknarstofupróf hefur það verið hlaðið og tæmt meira en 400 sinnum, sem sannar gildi þess. Þar að auki er spenna þess 3.6 volt, sem vísindamenn segja að sé 40% hærri en spennu rafhlöður í bráðnum salti á markaðnum, þannig að það hafi meiri orkuþéttleika.

Rannsóknarhöfundur Martha Gross sagði: "Vegna nýja katólýtsins sem við sögðum frá í þessari grein erum við mjög spennt fyrir því hversu mikilli orku er hægt að sprauta inn í þetta kerfi. Bráðnar natríumrafhlöður hafa verið til í áratugi, og þær eru um allan heim, en þeir hafa aldrei verið það. Enginn hefur talað um þá. Svo það er frábært að geta lækkað hitastigið og komið með gögn til baka og sagt: "Þetta er sannarlega hagkvæmt kerfi."

Vísindamenn beina nú sjónum sínum að því að draga úr kostnaði við rafhlöður, sem hægt er að ná með því að skipta út gallíumklóríði, sem er um 100 sinnum dýrara en matarsalt. Þeir sögðu að þessi tækni væri enn 5 til 10 ár frá markaðssetningu, en það sem er hagkvæmt fyrir þá er öryggi rafhlöðunnar því það skapar ekki eldhættu.

„Þetta er fyrsta sýningin á langtíma stöðugri hringrás lághita bráðnar natríumrafhlöðu,“ sagði rannsóknarhöfundurinn Erik Spoerke. "Galdur okkar er sá að við höfum ákvarðað saltefnafræði og rafefnafræði, sem gerir okkur kleift að starfa við 230°F á áhrifaríkan hátt. Vinna. Þessi lághita natríumjoðíðbygging er breyting á bráðnum natríumrafhlöðum."