توسعه باتری سدیم یون قابل رقابت با مدل های لیتیوم یونی

سدیم از عنصرهایی است که در طبیعت به وفور و با قیمت ارزان یافت می‌شود. به همین دلیل باتری‌های سدیم-یون پتانسیل جایگزین شدن با باتری‌های لیتیوم-یون را دارند؛ البته به شرط این که برخی از مشکلات آنها حل شود. محققان دانشگاه ایالتی واشینگتن اخیرا موفق شده‌اند یکی از مهمترین مشکلات باتری سدیم-یون را رفع کنند. این موضوع نوید بخش تحولی مهم در عرصه باتری‌ها خواهد بود.

به گفته محققان باتری سدیم-یون جدید می‌تواند از نظر میزان انرژی ذخیره شده و چرخه شارژ با برخی از باتری‌های لیتیوم-یون موجود در بازار رقابت کند.

نحوه کارکرد باتری‌های سدیم-یون شباهت زیادی به باتری‌های لیتیوم-یون دارد. با این حال یکی از مشکلاتی که در شکل فعلی باتری‌ سدیم-یون به چشم می‌خورد این است که کریستال‌های سدیم غیر فعال تمایل دارند روی سطح الکترود با بار منفی یعنی کاتد ایجاد شوند. این موضوع باعث از بین رفتن باتری می‌شود. علاوه بر این باتری‌های سدیم توانایی ذخیره انرژی کمتری نسبت به باتری‌های لیتیوم دارند.

تصویر تزئینی است

«Junhua Song» نویسنده ارشد مقاله از دانشگاه ایالتی واشینگتن به همراه گروه محققان یک کاتد از لایه‌های اکسید فلز و نیز یک الکترولیت مایع با غلظت بالاتر یون‌‌های سدیم تولید کرده‌اند که معتقدند مشکل باتری سدیم-یون را حل می‌کند. در آزمایش‌های این باتری مشخص شده که فعل و انفعالات بین الکترولیت و کاتد به گونه نرم‌تری انجام شده و موجب می‌شود حرکت یون‌های سدیم ادامه یابد و در نتیجه از مشکلات تشکیل کریستال‌های غیر فعال در سطح کاتد جلوگیری شود. در نتیجه باتری سدیم-یون جدید ظرفیتی مشابه برخی باتری‌های لیتیوم-یون و با امکان تولید جریان الکتریسیته مداوم را خواهد داشت و پس از ۱۰۰۰ بار چرخه شارژ تنها ۸۰ درصد از ظرفیت اولیه‌اش را از دست می‌دهد.

محققان این پروژه قصد دارند در قدم بعدی روی نحوه فعل و انفعالات الکترولیت با کاتد تحقیق کنند تا طرح تولید باتری سدیم-یون خود را بهبود دهند و احتمالاْ از مصرف فلزات نادری از جمله کبالت اجتناب نمایند.