انقلاب في كيمياء البطاريات الصوديومية يعد بتقليل التكاليف

• قام باحثو جامعة أوساكا الحضرية بتطوير عملية توليف دفعية للكبريتيدات المحتوية على الصوديوم.
• تتيح العملية الجديدة الحصول على كهرليت صلب يظهر أعلى معدل لتوصيل أيون الصوديوم أُبلغ عنه حول العالم، وكهرليت زجاجي قابل للتشكيل بشكل عالٍ.
• يُعتبر توليف كهرليتات بهذه القدرة التوصيلية والقابلية للتشكيل أمرًا أساسيًا للاستخدام العملي للبطاريات الصوديومية الصلبة كليًا.

قام باحثو جامعة أوساكا العمدة بتطوير عملية تخليقية جماعية للكبريتيدات التي تحتوي على الصوديوم. تعتبر عملية التخليق الجماعي للكهرليتات التي تتميز بتوصيلية وقابلية للشكل عنصرية أساسية لاستخدام البطاريات الصلبة بالصوديوم، والتي يُعتقد أنها أكثر أمانًا من البطاريات الليثيومية وأقل تكلفة، نظرًا لكون الصوديوم أكثر وفرة من الليثيوم.

تم نشر التقرير الذي يناقش نتائج الاكتشاف في مجلة Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry.  قام الباحثون بتطوير عملية يمكن أن تؤدي إلى تخليق جماعي يوفر كهرليت كبريتيد صلب بأعلى توصيلية للأيونات الصوديوم في العالم وكهرليت زجاجي بقابلية تشكيل عالية.

مادة مركبة لبطاريات الصوديوم الصلبة بالكامل. يحتوي كهرليت كبريتيد الصوديوم الصلب المركب Na2.88Sb0.88W0.12S4 على أعلى توصيلية للأيونات الصوديوم في العالم. الصورة برعاية: أتسوشي ساكودا، جامعة أوساكا العمدة. انقر هنا للحصول على الصورة الأكبر على صفحة البيان الصحفي.

تتطلب سعينا للطاقة الأكثر خضرة أيضًا بطاريات قابلة لإعادة الشحن لتخزين تلك الطاقة.

في حين أن بطاريات الليثيوم أيونية هي المستخدمة على نطاق واسع حاليًا، تجذب بطاريات الصوديوم الصلبة بالكامل اهتمامًا نظرًا لأن الصوديوم أكثر وفرة من الليثيوم. يجب أن تجعل هذه العوامل من بطاريات الصوديوم أقل تكلفة، ويُعتقد أن البطاريات الصلبة أكثر أمانًا، ولكن مشاكل الإنتاج تعني صعوبة الإنتاج الجماعي.

قاد الأستاذ المشارك في جامعة أوساكا أتسوشي ساكودا والبروفسور أكيتوشي هاياشي، كلاهما من كلية الهندسة، فريق بحث في تطوير عملية يمكن أن تؤدي إلى تخليق جماعي لكبريتيدات تحتوي على الصوديوم.

باستخدام بوليسلفيدات الصوديوم (الكبريتيدات التي تحتوي على ذرتين أو أكثر من الكبريت) كمادة وأكسيد التدفق، الذي يعزز الانصهار، أنشأ الفريق كهرليت كبريتيدي صلب بأعلى توصيلية للأيونات الصوديوم في العالم - حوالي 10 مرات أعلى من المطلوب للاستخدام العملي - وكهرليت زجاجي بمقاومة تقليل عالية.

إن تخليق المواد مثل هذه الكهرليتات بتوصيلية وقابلية للشكل عالية يعد أمرًا أساسيًا للاستخدام العملي لبطاريات الصوديوم الصلبة بالكامل.

علق البروفسور ساكودا: "إن هذه العملية التطويرية الجديدة مفيدة لإنتاج معظم مواد الكبريتيدات التي تحتوي على الصوديوم، بما في ذلك الكهرليت الصلب ومواد الكاثود النشطة. بالإضافة إلى ذلك، وبالمقارنة مع الأساليب التقليدية، تجعل هذه العملية من السهل الحصول على مواد تعرض أداءً أعلى، لذا نعتقد أنها ستصبح عملية رئيسية لتطوير المواد المستقبلية لبطاريات الصوديوم الصلبة بالكامل."

**

إذا كان بإمكان هذا التطور تحويل كيمياء بطارية الصوديوم إلى إنتاج جماعي، فسيكون ذلك تغييرًا جذريًا في تكاليف العديد من الأجهزة الإلكترونية الشائعة. ذلك لأن البطارية تُعتبر جزءًا رئيسيًا من تكلفة العديد من الأجهزة، خاصة تلك ذات التكلفة المنخفضة.

لنتمنى أن تجعل هذه التكنولوجيا تكنولوجيا الصوديوم أقرب إلى السوق الجماهيرية.

بقلم برايان ويستنهاوس عبر New Energy and Fuel

المزيد من قراءات أهم من Oilprice.com:

• لم ينتكس الطلب على النفط في النرويج على الرغم من تحقيق سوق السيارات الكهربائية رقمًا قياسيًا
• من المتوقع أن تبقى اقتصادية قوية عالمية أسعار النفط في نطاق واسع
• انخفضت مخزونات الولايات المتحدة من النفط الخام والبنزين