Әлемдік энергетикалық ауысу және «қос көміртекті» мақсаттар аясында энергияны сақтаудың негізгі мүмкіндігі ретінде батарея технологиясы айтарлықтай назар аударды. Соңғы жылдары натрий-ионды батареялар (SIB) зертханалардан индустрияландыруға дейін көтеріліп, литий-ионды батареялардан кейін көптен күтілетін энергия сақтау шешіміне айналды.
Натрий-ионды батареялар туралы негізгі ақпарат
Натрий-ионды батареялар - заряд тасымалдаушылар ретінде натрий иондарын (Na⁺) пайдаланатын екінші реттік батарея түрі (қайта зарядталатын). Олардың жұмыс принципі литий-ионды батареяларға ұқсас: зарядтау және разрядтау кезінде натрий иондары катод пен анод арасында электролит арқылы өтеді, бұл энергияны сақтау мен босатуды қамтамасыз етеді.
·Негізгі материалдарКатод әдетте қабатты оксидтерді, полианионды қосылыстарды немесе пруссиялық көк аналогтарды пайдаланады; анод негізінен қатты көміртектен немесе жұмсақ көміртектен тұрады; электролит - натрий тұзының ерітіндісі.
·Технологияның жетілу кезеңіЗерттеулер 1980 жылдары басталды, ал материалдар мен процестердегі соңғы жетістіктер энергия тығыздығы мен циклдік қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсартты, бұл коммерцияландыруды барған сайын мүмкін етті.
Натрий-ионды батареялар және литий-ионды батареялар: негізгі айырмашылықтар мен артықшылықтар
Натрий-ионды батареялар литий-ионды батареялармен ұқсас құрылымға ие болғанымен, олар материалдық қасиеттері мен қолдану сценарийлері бойынша айтарлықтай ерекшеленеді:
| Салыстыру өлшемі | Натрий-ионды батареялар | Литий-ионды батареялар |
| Ресурстардың молдығы | Натрий мол (Жер қыртысында 2,75%) және кең таралған | Литий сирек кездеседі (0,0065%) және географиялық тұрғыдан шоғырланған. |
| Құны | Шикізат құнының төмендеуі, жеткізу тізбегінің тұрақтылығы артады | Литий, кобальт және басқа да материалдардың импортқа тәуелді жоғары баға құбылмалылығы |
| Энергия тығыздығы | Төмен (120-160 Вт/кг) | Жоғары (200-300 Вт/кг) |
| Төмен температурадағы өнімділік | -20℃ температурада сыйымдылықты сақтау > 80% | Төмен температурада нашар өнімділік, сыйымдылық оңай төмендейді |
| Қауіпсіздік | Жоғары термиялық тұрақтылық, шамадан тыс зарядтауға/разрядтауға төзімдірек | Термиялық ағып кету қаупін қатаң басқаруды талап етеді |
Натрий-ионды батареялардың негізгі артықшылықтары:
1.Арзан баға және ресурстардың тұрақтылығыНатрий теңіз суында және минералдарда кеңінен кездеседі, бұл сирек кездесетін металдарға тәуелділікті азайтады және ұзақ мерзімді шығындарды 30%-40%-ға төмендетеді.
2. Жоғары қауіпсіздік және қоршаған ортаға зиянсыздықАуыр металдармен ластанудан таза, қауіпсіз электролит жүйелерімен үйлесімді және ауқымды энергия сақтау үшін жарамды.
3. Кең температура диапазонына бейімделуТөмен температуралы ортада тамаша өнімділік, суық аймақтарда немесе сыртқы энергия сақтау жүйелерінде қолдануға өте ыңғайлы.
Натрий-ионды батареяларды қолдану перспективалары
Технологиялық жетістіктермен натрий-ионды батареялар келесі салаларда үлкен әлеуетке ие:
1. Ірі көлемді энергия сақтау жүйелері (ІЭЖ):
Жел және күн энергиясы үшін қосымша шешім ретінде натрий-ионды батареялардың төмен құны және ұзақ қызмет ету мерзімі электр энергиясының теңестірілген құнын (LCOE) тиімді түрде төмендетіп, электр желісінің шыңын ұстап тұруға мүмкіндік береді.
2. Төмен жылдамдықты электр көліктері және екі доңғалақты көліктер:
Энергия тығыздығы талаптары төмен сценарийлерде (мысалы, электрлік велосипедтер, логистикалық көліктер) натрий-ионды батареялар қорғасын-қышқылды батареяларды алмастыра алады, бұл экологиялық және экономикалық пайда әкеледі.
3. Резервтік қуат және базалық станцияның энергия сақтау орны:
Олардың кең температура диапазонындағы өнімділігі оларды байланыс базалық станциялары мен деректер орталықтары сияқты температураға сезімтал қолданбаларда резервтік қуат қажеттіліктеріне жарамды етеді.
Болашақ даму үрдістері
Салалық болжамдар бойынша, 2025 жылға қарай әлемдік натрий-ионды батареялар нарығы 5 миллиард доллардан асады және 2030 жылға қарай литий-ионды батареялар нарығының 10%-15%-ына жетеді. Болашақ даму бағыттарына мыналар кіреді:
·Материалдық инновацияЭнергия тығыздығын 200 Вт/кг-нан жоғары арттыру үшін жоғары сыйымдылықты катодтарды (мысалы, O3 типті қабатты оксидтер) және ұзақ қызмет ететін анодтық материалдарды әзірлеу.
·Процесті оңтайландыруНатрий-ионды батарея өндірісін кеңейту және шығындарды одан әрі азайту үшін жетілген литий-ионды батарея өндірісі желілерін пайдалану.
·Қолданбаны кеңейтуӘртараптандырылған энергия сақтау технологиялары портфолиосын құру үшін литий-ионды батареяларды толықтыру.
Қорытынды
Натрий-ионды батареялардың пайда болуы литий-ионды батареяларды ауыстыруға емес, энергияны сақтау үшін үнемді және қауіпсіз балама ұсынуға бағытталған. Көміртекті бейтараптық тұрғысынан олардың ресурстарға ыңғайлы және қолдануға бейімделгіш сипаты энергияны сақтау саласындағы өз орнын қамтамасыз етеді. Энергетикалық технологиялар саласындағы инновациялардың пионері ретінде,ДЭЛИтұтынушыларымызға тиімді және тұрақты энергия шешімдерін ұсынуға міндеттене отырып, натрий-ионды батарея технологиясының дамуын бақылауды жалғастырады.
Ең озық технологиялық жаңалықтарды білу үшін бізді қадағалаңыз!
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 25 ақпан
