Ostindəki Texas Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən hazırlanmış natrium batareyası texnologiyadan qaynaqlanan yanğın risklərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır, eyni zamanda onun tikinti blokları kimi xidmət etmək üçün ucuz, bol materiallara əsaslanır.

Batareya yanğınları nadir olsa da, batareyadan istifadənin artması bu hadisələrin artdığını göstərir.

Nature Energy -də bu yaxınlarda nəşr olunan bu natrium batareyası kəşfinin gizli tərkib hissəsi bərk seyrelticidir. Tədqiqatçılar elektrolitdə duz əsaslı bərk seyreltici istifadə edərək, yük-boşaltma dövrünü asanlaşdırdılar. Xüsusi bir duz növü – natrium nitrat – tədqiqatçılara elektrolitdə yalnız bir, yanmayan həlledici yerləşdirməyə imkan verdi və bütövlükdə batareyanı sabitləşdirdi.

Zaman keçdikcə elektrolitdəki çoxsaylı maye həlledicilər – batareyanın iki elektrodu arasında yük daşıyan ionları ötürən komponent – batareyaları pisləşdirən və təhlükəsizlik risklərinə səbəb olan şəkildə digər komponentlərlə reaksiya verir. Bu batareyanın əsas tərkib hissələrindən biri olan litiumun alternativi olan natrium yüksək reaktivdir və bu tip batareyaların qəbulu üçün əhəmiyyətli problem yaradır. Bu reaksiyalar dendrit adlanan iynəyə bənzər filamentlərin böyüməsinə səbəb ola bilər ki, bu da batareyanın elektrik qısalmasına və hətta alovlanmasına və ya partlamasına səbəb ola bilər.

Cockrell Mühəndislik Məktəbinin Uolker Maşın Mühəndisliyi Departamentinin professoru və layihənin aparıcı tədqiqatçısı Arumugam Manthiram, “Batareyalar elektrolitdəki maye həlledicilər batareyanın digər hissələri ilə birləşə bilmədiyi üçün alov alır”. “Daha təhlükəsiz, daha dayanıqlı batareya yaratmaq üçün tənlikdən bu riski azaltdıq.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&fwrn=4&lmt=1709644218&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-02-resistant-sodium-battery-safety.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIyLjAuNjI2MS45NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyMi4wLjYyNjEuOTUiXSxbIk5vdChBOkJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMjIuMC42MjYxLjk1Il1dLDBd&dt=1709623177833&bpp=1&bdt=98&idt=252&shv=r20240228&mjsv=m202402270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd8c6cdc5123375cd%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709643926%3AS%3DALNI_MY2ynj5TDpMXqOZBx7W90OihbbXuw&gpic=UID%3D00000d6971a748b6%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709643926%3AS%3DALNI_MaTILJ6PYHOKRZlSvHcKJ4LkDsnLQ&eo_id_str=ID%3D34d5e14efb6a7c5d%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709643926%3AS%3DAA-Afjbw5XrDrmZOIEp3UV8fgvCO&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=1540882619644&frm=20&pv=1&ga_vid=1833901760.1709623018&ga_sid=1709623178&ga_hid=202555114&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1694&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31081082%2C42531705%2C44795921%2C95325752%2C95325976%2C31081511%2C95322195%2C95324160%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=909993671765011&tmod=971840517&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Təhlükəsizliyin təkmilləşdirilməsinə əlavə olaraq, bu yeni, natrium əsaslı akkumulyator smartfonları, noutbukları, elektrik avtomobillərini və daha çoxunu gücləndirən litium-ion batareyalara daha ucuz alternativdir .

https://www.youtube.com/embed/lDgdcgm0jw8?color=whiteKredit: Cockrell Mühəndislik Məktəbi / UT Austin

Batareya həm də güclü performansa malikdir. Batareyanın bir dəfə doldurulması ilə nə qədər davam edəcəyi zamanla azalmağa meyllidir. Yeni natrium akkumulyatoru 500 dövrə ərzində tutumunun 80%-ni saxlayıb, smartfonlardakı litium-ion batareyalarının standartına uyğun gəlir.

“Burada biz məhsuldarlığını itirmədən təhlükəsiz və istehsalı ucuz olan natrium batareyasını göstəririk” dedi Manthiram. “Litium-ion batareyalara alternativlərin yaradılması çox vacibdir ki, onlar onlarla bərabər deyil, həm də daha yaxşıdır.”

Tədqiqatçılar bu texnikanı natrium batareyasına tətbiq etsələr də, fərqli materiallarla da olsa, bunun litium-ion əsaslı hüceyrələrə də çevrilə biləcəyini söylədilər.

Litium hasilatı bahalıdır və ağır yeraltı suların istifadəsi, torpaq və suyun çirklənməsi və karbon emissiyaları da daxil olmaqla ətraf mühitə təsirlərinə görə tənqid olunur. Müqayisə üçün qeyd edək ki, natrium okeanda mövcuddur, daha ucuzdur və ekoloji cəhətdən təmizdir.

Litium-ion akkumulyatorlar adətən bahalı və əsasən Afrikanın Konqo Demokratik Respublikasında hasil edilən və insan sağlamlığına və ətraf mühitə əhəmiyyətli təsir göstərən kobaltdan da istifadə edirlər. 2020-ci ildə Manthiram yeni, kobaltsız litium-ion batareyasını nümayiş etdirdi.

Bu akkumulyatorda həmçinin kobalt, eləcə də litium yoxdur. Digər komponentlər 40% dəmir, 30% manqan və 30% nikeldən hazırlanır.

Kağızdakı digər müəlliflər Jiarui He, Amruth Bhargav, Laisuo Su, Julia Lamb və Woochul Shin – hamısı Cockrell School-un Material Science və Engineering proqramından və Texas Materials İnstitutundan – və Argonne Milli Laboratoriyasından Con Okasinskidir.

Daha çox məlumat: Jiarui He et al, Stabil natrium-metal batareyalar üçün duzlarla həll strukturunun tənzimlənməsi, Təbiət Enerjisi (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01469-yOstindəki Texas Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir