Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk opracowali nowy stały elektrolit, który może obniżyć koszty produkcji akumulatorów sodowych. W laboratoryjnym ogniwie wykorzystującym ten materiał po 400 cyklach ładowania i rozładowania pozostało 71,5 proc. początkowej pojemności. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Journal of the American Chemical Society”.

Badania przeprowadził zespół Instytutu Fizyki Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie, kierowany przez Hu Yongshenga i Xie Feia. Instytut poinformował o wynikach 29 października.

Elektrolit umożliwia przemieszczanie się jonów między elektrodami podczas ładowania i rozładowania akumulatora. W większości stosowanych obecnie ogniw ma on postać cieczy. Chińscy badacze opracowali natomiast materiał stały, który dobrze przewodzi jony sodu, a przy tym nie wymaga użycia części kosztownych surowców stosowanych w innych elektrolitach tego typu.

Nowy materiał otrzymano w jednoetapowym procesie mechanochemicznym z tetrafluoroboranu sodu i chlorku cyrkonu(IV). Zmodyfikowana struktura materiału ułatwia przemieszczanie się jonów sodu. Przy temperaturze 30 stopni Celsjusza jego przewodność jonowa osiągnęła 1,01 milisiemensa na centymetr.

Badacze sprawdzili również działanie ogniwa w niskiej temperaturze. Według szczegółowego omówienia wyników opublikowanego w chińskim serwisie The Paper przy minus 20 stopniach Celsjusza zachowywało ono 78 proc. pojemności rozładowania osiąganej w temperaturze pokojowej.

Sód jest znacznie powszechniejszy niż lit, dlatego akumulatory wykorzystujące ten pierwiastek rozwija się między innymi z myślą o magazynach energii współpracujących z elektrowniami słonecznymi i wiatrowymi. Tańszy elektrolit mógłby ograniczyć koszt jednego z ważnych elementów baterii, jednak badanie nie pozwala jeszcze określić kosztu produkcji całego akumulatora.

Opracowany materiał pozostaje na etapie badań laboratoryjnych. Przed jego zastosowaniem w przemyśle konieczne będą dalsze testy trwałości i bezpieczeństwa oraz sprawdzenie możliwości produkcji większych ogniw.

Źródła: Journal of the American Chemical Society / ACS, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, The Paper / government account, Cailian Press (CLS).