Натрий-ионные технологии почти созрели для рынка хранения энергии

Литий-ионные батареи (LIB) играют первостепенную роль в переходе экономике с уменьшенными выбросами углерода. Однако экологические и социальные проблемы, связанные с массовым производством LIB, заставляют искать альтернативные решения хранения энергии на основе материалов, получаемых экологически безопасно и ответственным образом.

В этом контексте сочетание привлекательных качеств предлагают батареи на основе натрия. Они имеют низкую себестоимость, используют безопасное для окружающей среды сырьё, поставки которого гарантированы на обозримую перспективу. Кроме того, они позволяют задействовать уже существующие мощности по производству литий-ионных аккумуляторов.

В статье, вышедшей в Journal of Power Sources, большая группа экспертов во главе с сотрудниками Warwick Manufacturing Group (WMG) — подразделения Уорвикского университета (Великобритания), проанализировала перспективы натриевых технологий занять место на рынке хранения энергии. В число авторов также вошли исследователи из Института Гельмгольца в Ульме и Университета Гумбольдта в Берлине (Германия), College de France, Университета Пикардии им. Жюля Верна и Университета Бордо (Франция), Института энергетических технологий (Норвегия) и CIC energiGUNE (Испания).

Натриевые батареи, это собирательный термин для целой совокупности решений, включая натрий-ионные, твёрдотельные, натрий-кислородные и натрий-серные аккумуляторы. Если последние позиционируются больше как прорывные технологии будущего, то натрий-ионная технология уже практически созрела для того, чтобы бросить вызов литий-ионным батареям в ряде конкретных приложений.

Авторы этой работы рассмотрели наиболее многообещающие электродные материалы и системы электролитов и показали, что современные лучшие решения для натрий-ионных элементов должны вскоре приблизиться по удельной энергоёмкости к современному поколению коммерческих литий-ионных продуктов.

Одной из важнейших областей применения разработанных прототипов натрий-ионных батарей, безусловно, являются стационарные системы хранения энергии, для которых ключевое значение имеют стоимость и срок эксплуатации.

Для дальнейшего улучшения рабочих параметров, в частности, плотности энергии, потребуются новые технологические прорывы, последовательная оптимизация изготовления и сборки компонентов — то, что происходило с LIB последние тридцать лет. Тем не менее, авторов обнадёживает то, что в сравнении с литий-ионной технологией сопоставимые результаты для натриевых батарей были достигнуты за гораздо более короткое время.