מדענים אמריקאים פיתחו סוג חדש של סוללת מלח מותך, שצפויה להשיג אחסון אנרגיה ברמת הרשת בטמפרטורה נמוכה יותר ובעלות נמוכה.

עם העלייה המתמשכת של מקורות אנרגיה מתחדשים כגון אנרגיית רוח ושמש, דרושים פתרונות יצירתיים לאגירת אנרגיה לסירוגין מהטבע. פתרון פוטנציאלי הוא סוללת מלח מותך, המספקת יתרונות שאין לסוללות ליתיום, אך יש לפתור כמה בעיות.

מדענים במעבדות הלאומיות של Sandia (Sandia National Laboratories) תחת המינהל הלאומי לבטיחות גרעינית בארה"ב הציעו עיצוב חדש שיכול לפתור את החסרונות הללו והדגימו סוללת מלח מותך חדשה התואמת את הגרסה הזמינה כעת. לשם השוואה, סוללת אחסון אנרגיה מסוג זה יכולה להיבנות בזול יותר תוך אחסון יותר אנרגיה.

אחסון כמויות גדולות של אנרגיה בזול ויעיל הוא המפתח לשימוש באנרגיה מתחדשת כדי להפעיל את העיר כולה. למרות שיש לה יתרונות רבים, זה מה שחסרה לטכנולוגיית סוללת הליתיום היקרה. סוללות מלח מותך הן פתרון חסכוני יותר המשתמש באלקטרודות שנשארות מותכות בעזרת טמפרטורות גבוהות.

"עבדנו קשה כדי להפחית את טמפרטורת העבודה של סוללות נתרן מותכות לטמפרטורה הפיזית הנמוכה ביותר האפשרית", אמר ליאו סמול, החוקר הראשי של הפרויקט. "תוך כדי הורדת טמפרטורת הסוללה, זה גם יכול להוזיל את העלות הכוללת. אפשר להשתמש בחומר זול יותר. סוללות דורשות פחות בידוד, והחוטים המחברים את כל הסוללות יכולים להיות דקים יותר".

מבחינה מסחרית, סוג זה של סוללה נקרא סוללת נתרן-גופרית. חלק מהסוללות הללו פותחו ברחבי העולם, אך לרוב הן פועלות בטמפרטורות של 520 עד 660 מעלות צלזיוס (270 עד 350 מעלות צלזיוס). המטרה של צוות Sandia נמוכה בהרבה, אם כי פעולה זו דורשת חשיבה מחודשת מכיוון שכימיקלים הפועלים בטמפרטורות גבוהות אינם מתאימים לעבודה בטמפרטורות נמוכות יותר.

מובן כי העיצוב החדש של המדענים מורכב ממתכת נתרן נוזלית וסוג חדש של תערובת נוזלית. תערובת נוזלית זו מורכבת מנתרן יודיד וגליום כלוריד, אשר המדענים מכנים הקתוליט.

תגובה כימית מתרחשת כאשר הסוללה משחררת אנרגיה, מייצרת יוני נתרן ואלקטרונים העוברים דרך חומר ההפרדה הסלקטיבי ביותר ויוצרים מלח יודיד מותך בצד השני.

סוללת נתרן-גופרית זו יכולה לעבוד בטמפרטורה של 110 מעלות צלזיוס. לאחר שמונה חודשים של בדיקות מעבדה, הוא הוטען ושוחרר יותר מ-400 פעמים, מה שמוכיח את ערכו. בנוסף, המתח שלו הוא 3.6 וולט, שלדברי מדענים גבוה ב-40% מזה של סוללות מלח מותך בשוק, ולכן יש לו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר.

מחברת המחקר מרתה גרוס אמרה: "בגלל הקתוליט החדש עליו דיווחנו במאמר זה, אנו נרגשים מאוד לגבי כמות האנרגיה שניתן להזריק למערכת הזו. סוללות נתרן מותכות קיימות כבר עשרות שנים, והן נמצאות בכל העולם, אבל הם מעולם לא היו. אף אחד לא דיבר עליהם. אז, זה נהדר להיות מסוגל להוריד את הטמפרטורה ולהחזיר כמה נתונים ולהגיד, 'זו באמת מערכת בת קיימא'".

מדענים מפנים כעת את תשומת לבם להפחתת עלות הסוללות, שניתן להשיג על ידי החלפת גליום כלוריד, שהוא יקר פי 100 בערך ממלח שולחן. הם אמרו שהטכנולוגיה הזו עדיין במרחק של 5 עד 10 שנים ממסחור, אבל מה שמועיל להם הוא בטיחות הסוללה כי היא לא יוצרת סיכון שריפה.

"זוהי ההדגמה הראשונה של המחזור היציב לטווח ארוך של סוללת נתרן מותכת בטמפרטורה נמוכה", אמר מחבר המחקר אריק ספוארקה. "הקסם שלנו הוא שקבענו את כימיית המלח ואת האלקטרוכימיה, המאפשרת לנו לפעול ב-230 מעלות פרנהייט ביעילות. עבודה. מבנה יודי נתרן בטמפרטורה נמוכה הוא שינוי של סוללות נתרן מותכות".