導(dǎo)讀:新型海鹽鈉硫
電池是儲能領(lǐng)域的最新突破。高效且經(jīng)濟(jì)地儲存太陽能和風(fēng)能等可再生能源,這就是鈉硫
電池的前景。據(jù)悉該電池非常耐用,使用壽命長,可以在狹小的空間內(nèi)儲存大量的能量。
這意味著它們非常適合儲存來自可再生能源,是鋰電池的4倍。這種鈉硫電池的好處不止于此,它們還非常安全。沒有爆炸或著火及環(huán)保材料的風(fēng)險(xiǎn),由豐富且易于獲得的材料制成。
鋰是地球上發(fā)現(xiàn)最豐富的元素之一,由于主要生產(chǎn)電動汽車的電池,因此需求旺盛。但很快,全球可能會出現(xiàn)鋰供應(yīng)短缺,碳酸鋰的成本從地球開采的物質(zhì)同比增長了432%,到2022年達(dá)到每公噸約62,000美元。
相比之下,在過去6年中,年平均價(jià)格接近11,000美元,價(jià)格上漲可歸因于電動汽車市場迅速擴(kuò)大,這給電池制造商帶來了需求壓力。同時(shí),又給礦物供應(yīng)商帶來了壓力。盡管,鋰在地球上儲量豐富,但必須從鹽水池和地下資源中開采,以滿足汽車不斷增長的需求。
根據(jù)SP Global在2019年進(jìn)行的一項(xiàng)研究,目前的采礦作業(yè)效率不足以滿足這一需求,鹵水礦床、偉晶巖礦床和沉積巖礦床是鋰礦床的三種不同類型。據(jù)悉,開采了三種鋰礦床到五年才能投入運(yùn)營,而鹽水項(xiàng)目可能需要長達(dá)7年的時(shí)間。
根據(jù)Casper Rolls等行業(yè)專家的說法,這項(xiàng)研究做出了令人震驚的預(yù)測,未來鋰需求將出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。電池市場,應(yīng)該對像鹽水電池這樣的新技術(shù)開放,以確保未來電池市場不至于緊缺。
高濃度鹽水或鹽水溶液,它們用于儲存電能。鹽水含有鈉離子,鈉離子是普通食鹽的典型成分,這些離子在電池中傳輸和儲存電力。鹽水電池也具有多種好處:
首先,是可以安全使用,完全沒有風(fēng)險(xiǎn)這一事實(shí),無疑是它們最大的優(yōu)勢,這種電池使用高度濃縮的鹽和水溶液運(yùn)行。
因此,與其他電池不同,它不會造成意外火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),它們不包含任何潛在的危險(xiǎn)物質(zhì),這意味著鹽水電池對環(huán)境保護(hù)是安全的。
盡管,結(jié)構(gòu)相對簡單,但它們的使用壽命更長。標(biāo)準(zhǔn)鹽水電池可以預(yù)期將近5,000次充電和放電循環(huán),但是,它們可以輕松使用超過這個(gè)循環(huán),而不會冒任何風(fēng)險(xiǎn)。
這將減少更換電池的頻率,以達(dá)到最佳狀態(tài)。它不需要定期維護(hù)。這也是鹽水電池的優(yōu)勢之一。當(dāng)使用它們時(shí),您可以完全釋放已存儲的電力,而不會耗盡電池或?qū)е码姵厥艿綋p害,其生命周期或效率不會被降低。
并且只需一次充電即可為其供電數(shù)周,除了偶爾充電外,它們不需要進(jìn)行任何廣泛的維護(hù),它們的儲存不需要特別的預(yù)防措施,濃縮形式的鈉鹽溶液作為鹽水電池的成分,因此,對周圍的生態(tài)系統(tǒng)沒有任何風(fēng)險(xiǎn)。
此外,它對所有生物無害,并且不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。該電池也并非沒有缺點(diǎn),回收起來也很簡單。鹽水電池可以重復(fù)使用。這些電池中僅包含濃縮的鈉鹽水溶液,同時(shí)不包含可能有破壞性的潛在危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì),這意味著回收鹽水電池的過程是一個(gè)簡單的過程,而且通過回收電池的各個(gè)部件和組件,在制造新電池時(shí)重復(fù)使用。
但正如我們所說,沒有解決電池問題的靈丹妙藥,因?yàn)殡姵氐拿看蔚加衅鋬?yōu)缺點(diǎn)。鹽水電池工具也有一些缺點(diǎn),即電池的電流量或容量,充電然后放電,稱為電池的C率,當(dāng)涉及到電子儲備時(shí),電池C率應(yīng)盡可能高。
不幸的是,鹽水電池在這個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)不佳。這是它們附帶的唯一海速是0.5。這是一個(gè)極低的值。這意味著單次充電只能讓這些電池放電其總電力儲備的50%,這就是為什么鹽水邊界不足以在較短時(shí)間內(nèi)提供大量電力的原因。它們的存儲容量很低,只能容量有限的能量。
如果你拿一個(gè)鹽水電池,并將其與鋰離子電池進(jìn)行比較,與鋰離子電池的大小相同,鋰離子電池將能夠存儲比鹽水電池更多,因?yàn)槟芰棵芏容^低。
通常,需要更大尺寸的電池。如果可用空間有限,這可能會成為一個(gè)問題,因此,在某些情況下,鹽水電池可能不是技術(shù)市場的最佳選擇。通過這些技術(shù)的改進(jìn),鹽水電池可能會對鋰離子構(gòu)成巨大的競爭。
據(jù)了解,悉尼大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)新開發(fā)的電池,將使向脫碳經(jīng)濟(jì)的過度更便宜,電池是使用硫鈉制成的。硫是一種可以從海水中生產(chǎn)的熔鹽,通過采用直接的溶解過程和碳基電極在室溫下提高硫的反應(yīng)性和硫與鈉之間反應(yīng)的可逆性。
研究人員認(rèn)為,鈉硫電池是鋰離子電池的替代品,其危害性更小,且能量密度更高;與陸地物質(zhì)相比,鋰離子電池的生產(chǎn)和回收成本也更高。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)稱,該團(tuán)隊(duì)研究的鈉電池,可能大幅降低成本,同時(shí)提供4倍的存儲容量,這是可再生能源發(fā)展的重大突破。從長遠(yuǎn)來看,該電池將會大大降低成本。
(責(zé)任編輯:子蕊)