من المتوقع أن تخترق بطارية كبريت الصوديوم الحصار! سعة الإصدار الجديد أعلى بأربع مرات من قدرة بطارية الليثيوم، مع ثبات جيد وتكلفة أقل

أظهر فريق دولي من العلماء يركز على حلول تخزين الطاقة من الجيل التالي مؤخرًا بطارية صديقة للبيئة ومنخفضة التكلفة ذات إمكانات مثيرة. وبالمقارنة مع بطاريات أيونات الليثيوم النموذجية، يوفر التصميم الجديد لبطارية كبريت الصوديوم أربعة أضعاف سعة الطاقة، وهي تقنية واعدة لتخزين الطاقة على نطاق الشبكة المستقبلية.

ينتمي اختراع الفريق بشكل أساسي إلى نوع من البطاريات يسمى بطارية الملح المنصهر، والتي كانت موجودة بأشكال مختلفة منذ حوالي 50 عامًا. ومع الاهتمام المتزايد بالطاقة المتجددة، يشعر العلماء بالتفاؤل بشأن إمكانية استخدام بطاريات الملح المنصهر لتخزين الطاقة، لأن سعر بطارية الملح المنصهر منخفض نسبيًا ويعتمد على مواد شائعة.

ومن الناحية النظرية، يمكن بناؤها على نطاق أوسع لتخزين كميات كبيرة من الطاقة المتجددة. تعتمد نسختها النموذجية على كيمياء كبريت الصوديوم وتحافظ على القطب عند درجة حرارة عالية للحفاظ على المنحل بالكهرباء في حالة سائلة منصهرة. وقد طور علماء صينيون وأستراليون بشكل مشترك نسختهم الخاصة، والتي يقولون إنها حسنت الأداء بشكل كبير في درجة حرارة الغرفة.

وقال الدكتور شنلونغ تشاو، كبير الباحثين في جامعة سيدني، "عندما لا تكون الشمس مشرقة والنسيم لا يهب، نحتاج إلى حلول تخزين طاقة عالية الجودة، لا تستهلك موارد الأرض ويسهل تخزينها". الحصول عليها على المستوى المحلي أو الإقليمي ونأمل أنه من خلال توفير التكنولوجيا لخفض التكاليف، يمكننا الوصول إلى مستوى الطاقة النظيفة بشكل أسرع.

ولذلك بدأ الفريق البحثي بحل عدة عيوب في بطاريات كبريت الصوديوم في الوقت الحاضر. وترتبط أوجه القصور هذه بدورة حياتها القصيرة وقدرتها المحدودة، مما يعيق قابليتها للتطبيق العملي في التطبيقات التجارية. يستخدم تصميم الفريق أقطابًا كربونية وعملية تحلل حراري تسمى الانحلال الحراري لتغيير التفاعل بين الكبريت والصوديوم.

ونتيجة لذلك، تتمتع بطارية كبريت الصوديوم الجديدة هذه بسعة عالية تبلغ 1017 مللي أمبير في الساعة g−1 في درجة حرارة الغرفة. وأشار الفريق إلى أن هذا يعادل حوالي أربعة أضعاف سعة بطاريات الليثيوم أيون. والأهم من ذلك، أن البطارية أظهرت أيضًا استقرارًا جيدًا ولا تزال قادرة على الحفاظ على حوالي نصف سعتها بعد 1000 دورة، وهو ما يوصف بأنه "غير مسبوق" في ورقة الفريق.

وأشار شنلونغ تشاو إلى أن "بطارية الصوديوم لدينا لديها القدرة على خفض التكاليف بشكل كبير، مع توفير أربعة أضعاف سعة التخزين. وهذا إنجاز كبير في تطوير الطاقة المتجددة". تم نشر نتيجة البحث هذه في مجلة المواد المتقدمة مؤخرًا.