Amerikalı bilim adamları, daha düşük bir sıcaklıkta ve düşük maliyetle şebeke düzeyinde enerji depolaması sağlaması beklenen yeni bir erimiş tuz pili türü geliştirdiler.

Rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekli yükselişi ile doğadan gelen kesintili enerjiyi depolamak için yaratıcı çözümlere ihtiyaç duyulmaktadır. Potansiyel bir çözüm, lityum pillerin sahip olmadığı avantajlar sağlayan erimiş bir tuz pilidir, ancak bazı sorunların çözülmesi gerekir.

ABD Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi'ne bağlı Sandia Ulusal Laboratuvarları'ndaki (Sandia Ulusal Laboratuvarları) bilim adamları, bu eksiklikleri giderebilecek yeni bir tasarım önerdiler ve mevcut sürümle uyumlu yeni bir erimiş tuz pili sergilediler. Karşılaştırıldığında, bu tür bir enerji depolama pili, daha fazla enerji depolarken daha ucuza inşa edilebilir.

Büyük miktarlarda enerjiyi ucuz ve verimli bir şekilde depolamak, tüm şehre enerji sağlamak için yenilenebilir enerji kullanmanın anahtarıdır. Birçok avantajı olmasına rağmen, pahalı lityum pil teknolojisinin eksikliği budur. Erimiş tuz pilleri, yüksek sıcaklıkların yardımıyla erimiş halde kalan elektrotları kullanan daha uygun maliyetli bir çözümdür.

Projenin baş araştırmacısı Leo Small, "Erimiş sodyum pillerin çalışma sıcaklığını mümkün olan en düşük fiziksel sıcaklığa düşürmek için çok çalışıyoruz" dedi. "Pil sıcaklığını düşürürken toplam maliyeti de düşürebilir. Daha ucuz malzeme kullanabilirsiniz. Piller daha az yalıtım gerektirir ve tüm pilleri birbirine bağlayan teller daha ince olabilir."

Ticari olarak bu tip pillere sodyum-kükürt pil denir. Bu pillerin bazıları küresel olarak geliştirilmiştir, ancak genellikle 520 ila 660°F (270 ila 350°C) arasındaki sıcaklıklarda çalışırlar. Sandia ekibinin hedefi çok daha düşüktür, ancak bunu yapmak yeniden düşünmeyi gerektirir çünkü yüksek sıcaklıklarda çalışan kimyasallar daha düşük sıcaklıklarda çalışmaya uygun değildir.

Bilim adamlarının yeni tasarımının sıvı sodyum metali ve yeni bir tür sıvı karışımından oluştuğu anlaşılıyor. Bu sıvı karışım, bilim adamlarının katolit dediği sodyum iyodür ve galyum klorürden oluşur.

Pil enerji saldığında, son derece seçici ayırma malzemesinden geçen ve diğer tarafta erimiş iyodür tuzu oluşturan sodyum iyonları ve elektronlar ürettiğinde kimyasal bir reaksiyon meydana gelir.

Bu sodyum-kükürt pil 110°C sıcaklıkta çalışabilir. Sekiz aylık laboratuvar testinden sonra 400 defadan fazla şarj edilip boşaltılarak değerini kanıtladı. Ek olarak, voltajı bilim adamlarının piyasadaki erimiş tuz pillerinden %3.6 daha yüksek olduğunu söylediği 40 volttur, bu nedenle daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir.

Araştırma yazarı Martha Gross şunları söyledi: "Bu yazıda bildirdiğimiz yeni katolit nedeniyle, bu sisteme ne kadar enerji enjekte edilebileceği konusunda çok heyecanlıyız. Erimiş sodyum piller onlarca yıldır piyasada ve tüm dünyada var. ama hiç olmadılar. Kimse onlardan bahsetmedi. Bu nedenle, sıcaklığı düşürebilmek ve bazı verileri geri getirebilmek ve 'Bu gerçekten uygulanabilir bir sistem' diyebilmek harika."

Bilim adamları şimdi dikkatlerini, sofra tuzundan yaklaşık 100 kat daha pahalı olan galyum klorürün değiştirilmesiyle elde edilebilecek pillerin maliyetini düşürmeye çeviriyorlar. Bu teknolojinin ticarileşmesine daha 5 ila 10 yıl kaldığını ancak kendileri için faydalı olanın yangın riski oluşturmadığı için pilin güvenliği olduğunu söylediler.

Araştırma yazarı Erik Spoerke, "Bu, düşük sıcaklıkta erimiş sodyum pilin uzun vadeli kararlı döngüsünün ilk gösterimi" dedi. "Bizim sihrimiz, 230°F'de etkili bir şekilde çalışmamıza izin veren tuz kimyasını ve elektrokimyasını belirlemiş olmamızdır. Çalışın. Bu düşük sıcaklıktaki sodyum iyodür yapısı, erimiş sodyum pillerin bir modifikasyonudur."