پژوهشگران با «نمک مذاب» باتری ساختند

پژوهشگران انستیتو فناوری ماساچوست برای ذخیره انرژی الکتریکی در مقیاس شبکه توزیع کشوری، نوعی باتری بر پایه «نمک مایع» ابداع کرده‌اند که ساخت آن هزینه کمتری نسبت به باتری‌های لیتیوم‌یون کنونی دارد.

کد خبر: ۱۹۸۳۲۵

تاریخ: ۰۴ بهمن ۱۳۹۶ - ۰۳:۴۰

یکی از مشکلات ابتدایی توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، به‌خصوص باد و خورشید، آن است که انرژی هنگامی تولید می‌شود که باد یا خورشید در دسترس باشد و این بازه زمانی، لزوما بر بازه زمانی نیاز به مصرف انرژی منطبق نیست.

اگر دنیا از عهده طراحی باتری بزرگ، ارزان و طولانی‌مدتی برآید که بتوان آن را برای ذخیره انرژی در مقیاس شبکه ملی توزیع برق به کار گرفت و هنگام نیاز دوباره آن را شارژ کرد؛ این مشکل، کم‌وبیش رفع خواهد شد.

در میان فناوری‌های فعلی ذخیره انرژی در ابزارهای الکتریکی و الکترونیکی مصرفی، باتری‌های لیتیومی به خاطر عملکرد بالا، تراکم قدرت و وزن سبک، محبوبیت بالایی دارند. اما لیتیوم برای ذخیره انرژی در مقیاس شبکه ملی، ماده پرهزینه‌ای است و هنگامی‌که صحبت ساخت باتری برای کل شهر مطرح می‌شود، اندازه و وزن نسبت به ساخت ابزاری ارزان، ایمن، قابل‌اعتماد و تا حد امکان بادوام، اهمیت کمتری پیدا می‌کند. اگر باتری‌های بزرگ مناسب برای شبکه توزیع از ماده‌ای متعارف‌تر و در دسترس‌تر ساخته شود، بسیار بهتر خواهد بود.

خبر خوب اینکه گروهی از پژوهشگران دانشگاه «ام‌آی‌تی» (MIT) برای ساخت دوباره یک باتری قدیمی که اولین بار ۵۰ سال پیش ثبت شده بود، روشی کم‌هزینه، مؤثر و دائمی پیدا کرده‌اند.

این کشف بر باتری‌های ساخته‌شده از نمک مذاب تمرکز دارد، مانند مدل‌هایی که از سدیم/گوگرد یا سدیم/نیکل‌کلراید ساخته شده‌اند و در آن‌ها، الکترودها در دمای بالا نگه داشته می‌شوند تا در نمک مذاب حفظ شوند و امکان انتقال شارژ میانشان فراهم شود. معمولا الکترودها باید با غشای مخصوصی که به مولکول‌هایی خاص اجازه عبور می‌دهد و سد راه مولکول‌های دیگر می‌شود، از هم جدا نگه داشته شوند.

در گذشته، این کار با استفاده از لایه نازک سرامیکی «بتا آلومنیا» انجام می‌گرفت؛ اما استفاده تجاری از این باتری‌ها به خاطر نازک، بی‌دوام و شکننده بودن این لایه سرامیکی، محدود شده است.

پژوهشگران ام‌آی‌تی با استفاده از یک شبکه فولادی منظم که با نیترید تیتانیوم پوشیده شده بود، روش جدیدی برای جدا کردن الکترودها کشف کرده‌اند.

درحالی‌که لایه سرامیکی، با استفاده از سوراخ‌های موجود در این ماده متخلخل، مولکول‌ها را بر اساس اندازه فیزیکی‌شان مرتب می‌کند، شبکه فولادی برای دست‌یابی به نتیجه مشابه، از ویژگی‌های الکتریکی‌اش استفاده می‌کند.

تکنیک شبکه فولادی برای فرآیندهای شیمیایی تعدادی از باتری‌های گوناگون مجهز به الکترودهای ذوب‌شده، به کار گرفته می‌شود و ازآنجاکه به طراحی باتری‌های کوچک و سبک‌وزن مانند باتری خودروی الکتریکی یا تلفن همراه کمکی نمی‌کند، پژوهشگران باور دارند این باتری می‌تواند ایده مؤثری برای ذخیره انرژی در مقیاس کوچک با هزینه کم و موقعیت ثابت باشد.

امکان دارد با تکیه بر چنین پیشرفتی، شهرها بتوانند بدون خطر و به‌سادگی، بالاترین میزان انرژی‌های تجدیدپذیر را برای زمان اوج مصرف ذخیره کنند؛ که برای همه خبر خوبی است.