Sodyum iyon hibrit piller EV’leri saniyeler içinde şarj edebilir

Lityum-iyon piller, 2000’li yılların başından beri mobil cihazlar ve yenilenebilir enerji için çok önemli olmuştur. Ancak Li-iyon teknolojisinin, kobalt ve nikel gibi nadir metallere bağımlılıktan kaynaklanan lojistik darboğazlar gibi sınırları ve dezavantajları vardır. Öte yandan, enerji depolama teknolojisinde yükselen bir yıldız olan sodyum iyon piller nadir elementlere dayanmaz. Sodyumun kendisi lityumdan 500 kat daha fazladır . Sonuçta sofra tuzunun bir kısmı.

Şimdi araştırmacılar, süper kapasitörlerden gelen katotları (büyük güç yoğunluğuna ve son derece hızlı şarj-deşarj süresine sahip elektrokimyasal enerji depolama sistemleri) kullanan yeni bir tür hibrit sodyum iyon pili tanıttı.

Hem pillerin hem de süper kapasitörlerin en iyi yönlerini birleştirmek..
Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde (KAIST) geliştirilen yeni sistem, yalnızca hızlı şarj olmakla kalmıyor, aynı zamanda tüketici elektroniği ve elektrikli otomobillerde halihazırda yaygın olan lityum iyon pillerden daha uygun fiyatlı ve daha güvenli.

Araştırmacılara göre, yapılan bir gösteride, bu hibrit sodyum iyon pilin madeni para şeklindeki bir prototipi “saniyeler içinde” şarj edildi. Bu, özellikle menzil endişesinin benimsenmeyi engellediği elektrikli araç pazarı için oyunun kurallarını değiştirebilir.

Geleneksel olarak sodyum iyon piller önemli sınırlamalarla karşı karşıya kalmıştır. Daha düşük güç çıkışına, kısıtlı depolama özelliklerine ve daha uzun şarj sürelerine sahiptiler. Bu sınırlamalardan bazıları, geleneksel pillerde kullanılan anot malzemelerinin süper kapasitörlerde bulunan katotlarla birleştirilmesiyle artık çözülmüştür.

Ancak bu, bazı malzemeleri karıştırıp eşleştirmek kadar basit değildi. Pil tipi anotların tipik olarak yavaş enerji depolama hızının arttırılması gerekir. Katot malzemelerinin nispeten düşük kapasitesi de öyle.

Yenilik, pil bileşenlerinin sentezinde yatmaktadır . Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Jeung Ku Kang liderliğindeki ekip, enerji depolama oranlarındaki önceki verimsizlikleri gideren optimize edilmiş anot ve katot malzemeleri oluşturmak için iki farklı metal-organik çerçeveden yararlandı.

Ortaya çıkan hücre, süper kapasitörlerin karakteristik güç yoğunluklarını, yani son derece hızlı şarjı korurken, mevcut ticari lityum iyon pillerin enerji yoğunluğunu aşıyor. Bulgular Energy Storage Materials dergisinde bildirildi.

Potansiyel bir oyun değiştirici

Bu gelişmiş enerji depolama cihazının, başta elektrikli araçlar ve çeşitli akıllı elektronik cihazlarda olmak üzere geniş uygulamalara sahip olması bekleniyor. 247 Wh/kg enerji yoğunluğu ve 34.748 W/kg güç yoğunluğuyla bu gelişme, yalnızca lityum iyon pillere uygulanabilir bir alternatif sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda sodyum iyon teknolojisini daha verimli, yüksek pil ömrü yarışında öncü olarak konumlandırıyor. -performans enerji çözümleri.

Sodyum iyon piller genel olarak yüksek viteste ilerlemektedir . Geçtiğimiz hafta Natron Energy Inc., Amerika Birleşik Devletleri’nde sodyum iyon pil üretimine yönelik ilk büyük ölçekli tesisin planlarını açıkladı . Tesis Michigan’ın batı kıyısına yakın bir yerde inşa edilecek. BloombergNEF, sodyum iyon pillerin 2030 yılına kadar sabit enerji depolama pazarının %12’sini oluşturacağını öngörüyor.

Japonya’nın başka bir yerinde, Osaka Metropolitan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar , katı hal sodyum iyon pillerinin üretimi için yeni bir yöntem geliştirdiler. Ekip, dünyanın en yüksek bildirilen sodyum iyonu iletkenliğine sahip, pratik kullanım için gerekenden yaklaşık 10 kat daha yüksek bir katı sülfür elektroliti üretti.