Жаһандық энергетикалық ауысу және «қос көміртекті» мақсаттары аясында батарея технологиясы энергияны сақтаудың негізгі мүмкіндігі ретінде айтарлықтай назар аударды. Соңғы жылдары натрий-иондық батареялар (SIBs) зертханалардан индустрияландыруға дейін пайда болды, литий-иондық батареялардан кейін көптен күткен энергия сақтау шешімі болды.
Натрий-иондық батареялар туралы негізгі ақпарат
Натрий-иондық батареялар заряд тасымалдаушы ретінде натрий иондарын (Na⁺) пайдаланатын қайталама батареяның (қайта зарядталатын) түрі болып табылады. Олардың жұмыс принципі литий-ионды аккумуляторларға ұқсас: зарядтау және разрядтау кезінде натрий иондары катод пен анод арасында электролит арқылы энергияны сақтауға және босатуға мүмкіндік береді.
·Негізгі материалдар: Катод әдетте қабатты оксидтерді, полианионды қосылыстарды немесе пруссиялық көк аналогтарды пайдаланады; анод негізінен қатты көміртектен немесе жұмсақ көміртектен тұрады; электролит натрий тұзының ерітіндісі болып табылады.
·Технологиялық жетілу: Зерттеулер 1980 жылдары басталды және материалдар мен процестердегі соңғы жетістіктер энергияның тығыздығы мен циклдің қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсартып, коммерцияландыруды барынша мүмкін етті.
Натрий-ионды батареялар литий-ионды батареяларға қарсы: негізгі айырмашылықтар мен артықшылықтар
Натрий-иондық батареялар литий-иондық батареялармен ұқсас құрылымды бөліссе де, олар материал қасиеттері мен қолдану сценарийлері бойынша айтарлықтай ерекшеленеді:
| Салыстыру өлшемі | Натрий-иондық батареялар | Литий-ионды батареялар |
| Ресурстардың көптігі | Натрий мол (2,75% жер қыртысында) және кең таралған | Литий тапшы (0,0065%) және географиялық тұрғыдан шоғырланған |
| Құны | Шикізат құнының төмендеуі, тұрақты жеткізу тізбегі | Импортқа тәуелді литий, кобальт және басқа материалдарға бағаның жоғары құбылмалылығы |
| Энергия тығыздығы | Төмен (120-160 Вт/кг) | Жоғары (200-300 Вт/кг) |
| Төмен температура өнімділігі | Сыйымдылықты сақтау -20℃ кезінде >80% | Төмен температурада нашар өнімділік, сыйымдылық оңай төмендейді |
| Қауіпсіздік | Жоғары термиялық тұрақтылық, артық зарядтауға/разрядқа төзімді | Жылулық қашу тәуекелдерін қатаң басқаруды талап етеді |
Натрий-иондық батареялардың негізгі артықшылықтары:
1.Төмен шығындар және ресурстардың тұрақтылығы: Натрий теңіз суында және минералдарда кеңінен қол жетімді, бұл тапшы металдарға тәуелділікті азайтады және ұзақ мерзімді шығындарды 30%-40%-ға төмендетеді.
2. Жоғары қауіпсіздік және қоршаған ортаға зиянсыздығы: Ауыр металдармен ластанбаған, қауіпсіз электролиттік жүйелермен үйлесімді және үлкен көлемдегі энергияны сақтауға жарамды.
3. Кең температура диапазонына бейімділік: Төмен температуралы орталарда тамаша өнімділік, суық аймақтар немесе сыртқы энергия сақтау жүйелері үшін өте қолайлы.
Натрий-иондық батареяларды қолдану перспективалары
Технологиялық жетістіктермен натрий-иондық батареялар келесі салаларда үлкен әлеуетті көрсетеді:
1. Кең ауқымды энергия сақтау жүйелері (ESS):
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 төмендетеді және желідегі ең жоғары қырынуды қолдайды.
2. Төмен жылдамдықты электрлік көліктер және екі доңғалақты көліктер:
Энергия тығыздығы төмен талаптары бар сценарийлерде (мысалы, электрлік велосипедтер, логистикалық көліктер) натрий-ионды аккумуляторлар қорғасын-қышқылды аккумуляторларды алмастыра алады, бұл экологиялық және экономикалық тиімділіктерді ұсынады.
3. Резервтік қуат және базалық станцияның энергиясын сақтау:
Олардың кең температура диапазоны өнімділігі оларды байланыс базалық станциялары мен деректер орталықтары сияқты температураға сезімтал қолданбаларда резервтік қуат қажеттіліктеріне қолайлы етеді.
Болашақ даму тенденциялары
Саланың болжамдары бойынша, 2025 жылға қарай натрий-ионды аккумуляторлардың әлемдік нарығы 5 миллиард доллардан асады және 2030 жылға қарай литий-ионды аккумуляторлар нарығының 10%-15% жетеді. Болашақ даму бағыттары мыналарды қамтиды:
·Материалдық инновация: Энергия тығыздығын 200 Вт сағ/кг-нан жоғары ұлғайту үшін сыйымдылығы жоғары катодтарды (мысалы, O3 типті қабатты оксидтер) және ұзақ қызмет ететін анодтық материалдарды әзірлеу.
·Процесті оңтайландыру: Натрий-ионды аккумуляторлар өндірісін ұлғайту және шығындарды одан әрі азайту үшін жетілген литий-ионды батареяларды өндіру желілерін пайдалану.
·Қолданбаны кеңейту: Әртараптандырылған энергия сақтау технологиясы портфолиосын құру үшін литий-ионды батареяларды толықтыру.
Қорытынды
Натрий-иондық батареялардың өсуі литий-иондық батареяларды ауыстыруға емес, энергияны сақтауға үнемді және қауіпсіз балама ұсынуға арналған. Көміртектің бейтараптығы контекстінде олардың ресурсқа қолайлы және қолдануға бейімделгіш табиғаты энергия сақтау ландшафтында өз орнын қамтамасыз етеді. Энергетикалық технология инновациясының пионері ретінде,ДАЛИтұтынушыларымызға тиімді және тұрақты энергетикалық шешімдерді жеткізуге міндеттенетін натрий-ионды батарея технологиясының дамуын бақылауды жалғастырады.
Ең озық технология жаңартулары үшін бізге жазылыңыз!
Жіберу уақыты: 25 ақпан 2025 ж
