Bezpieczeństwo baterii sodowych – przełom w badaniach

Zespół badawczy z Instytutu Fizyki Chińskiej Akademii Nauk, kierowany przez profesora Hu Yongshenga, opublikował w prestiżowym czasopiśmie „Nature Energy” wyniki prac nad innowacyjnym elektrolitem do ogniw sodowo-jonowych. Nowe rozwiązanie, określane jako PNE (Polymerizable Non-flammable Electrolyte), ma na celu całkowite wyeliminowanie zjawiska ucieczki termicznej, które stanowi jedno z głównych zagrożeń w przypadku baterii litowo-jonowych.

Jak działa nowy elektrolit?

Kluczowym elementem wynalazku jest zastosowanie fosforanu trietylu (TEP), który w momencie krytycznego wzrostu temperatury (powyżej 150°C) ulega rozkładowi, uwalniając kwas fosforowy. Substancja ta inicjuje polimeryzację elektrolitu, przekształcając go z cieczy w ciało stałe. Taka bariera fizycznie izoluje elektrody, uniemożliwiając dalszy rozwój reakcji termicznych i emisję groźnych gazów. W odróżnieniu od pasywnych metod opóźniania zapłonu, które tylko spowalniają proces, PNE działa aktywnie, blokując go u źródła.

Wyniki testów i trwałość ogniw

Nowe ogniwa sodowe o pojemności 1,45 Ah i 3,5 Ah pomyślnie przeszły testy przebicia, nie wykazując emisji dymu, ognia ani ryzyka wybuchu. Co więcej, zachowały stabilność nawet w temperaturze 300°C. Równie imponujące są wyniki dotyczące trwałości: po 700 cyklach ładowania w temperaturze 60°C ogniwa zachowały 88,1% pojemności, a w temperaturze pokojowej – 85,7%. W warunkach mrozu, przy -20°C, bateria utrzymała 92,6% pojemności, a nawet w -40°C – 64,1%. To sprawia, że technologia ta jest szczególnie obiecująca dla magazynów energii w regionach o ekstremalnym klimacie.

Znaczenie dla polskiego rynku OZE

W Polsce rozwój magazynów energii jest kluczowy dla stabilizacji sieci, zwłaszcza w kontekście dynamicznego wzrostu mocy z Farmy pv. Obecnie dominują baterie litowo-jonowe, które wiążą się z ryzykiem pożarowym i wyższymi kosztami surowców. Nowe baterie sodowe, oparte na powszechnie dostępnych materiałach, mogą być tańsze i bezpieczniejsze. Chiński gigant CATL zapowiedział już uruchomienie masowej produkcji takich ogniw jeszcze w tym roku, co może przyspieszyć ich komercjalizację na globalną skalę.

Co dalej?

Odkrycie chińskich naukowców otwiera drogę do stworzenia nowej generacji systemów zasilania dla pojazdów elektrycznych i wielkoskalowych magazynów sieciowych. Jak podkreślają badacze, technologia opiera się na konwencjonalnych surowcach, co czyni ją ekonomicznie opłacalną i gotową do szybkiego skalowania. Dla Polski, która stawia na rozwój OZE, może to oznaczać dostęp do tańszych i bezpieczniejszych rozwiązań magazynowania energii.

Foto: images.pexels.com