Bateritë me ione natri ofrojnë avantazhe të shumta në krahasim me homologët e tyre me ione litiumi. Megjithatë, kapaciteti i ruajtjes së energjisë nuk është njëri ndër to. Kjo mund të ndryshojë falë një metode të re për krijimin e baterive, e cila përfshin katoda të pasura me ujë.
Aktualisht, nuk ka asgjë që të mund të konkurrojë me bateritë me ione litiumi nëse flasim për dendësinë e energjisë dhe format e lehta. Pikërisht për këtë arsye, ato janë përdorur në një gamë të gjerë, që nga automjetet elektrike deri tek telefonat celularë. Megjithatë, ekzistojnë probleme me këtë teknologji, përfshirë faktin se litiumi është i vështirë për tu gërmuar, i shtrenjtë dhe shkakton dëmtime mjedisore. Bateritë me litium gjithashtu janë të prirura të mbivendosen, mund të shpërthyen dhe nuk funksionojnë mirë në temperatura shumë të ulëta.
Për këtë arsye, hulumtuesit kanë kushtuar shumë vëmendje baterive me ione natri. Më pas, natriumi është shumë i bollshëm, i lehtë për tu gërmuar dhe nuk vjen me komplikime gjeopolitike që lidhen me minierat e litiumit. Megjithatë, bateritë me ione natri kanë tendencë të jenë më të rënda dhe kanë një dendësi më të ulët të energjisë sesa bateritë me ione litiumi, gjë që do të thotë se merrni më pak fuqi nga një material më i rëndë. Megjithatë, ato janë më të sigurta, më të lira për të prodhuar dhe praktikisht nuk kanë probleme me zinxhirin e furnizimit.
Tani, duke u ofruar një qasje unike ndaj materialit të katodës në një bateri me ione natri, hulumtuesit nga Universiteti i Surrey në Angli kanë gjetur një mënyrë për të rritur pothuajse dyfish kapacitetin e saj të ruajtjes së energjisë. Katodot janë krijuar nga një përbërje që vazhdimisht eksplorohet për përdorim në këtë lloj baterish, e quajtur hidrat vanadat nanostrukturore (NVOH). Zakonisht, megjithatë, NVOH përdoret pasi është dehidratuar. Këtë herë, ekipi ka ndjekur një qasje të ndryshme.
“Rezultatet tona ishin krejtësisht të papritura”, tha Daniel Commandeur, autori kryesor i studimit. “Oksidi i vanadiumit të natriumit ekziston prej shumë vitesh, dhe njerëzit zakonisht e nëngrohin për të hequr ujin, sepse besohet se ai shkakton probleme. Ne vendosëm të sfidim këtë supozim, dhe rezultati ishte shumë më i mirë sesa pritej. Materiali tregoi një performancë dhe stabilitet shumë më të fortë sesa pritej dhe mund të krijojë mundësi të reja emocionuese për mënyrën e përdorimit të këtyre baterive në të ardhmen.”
NVOH ishte aq efektive, sa që hulumtuesit thonë se tani konsiderohet si një nga materialet më të mira për katodot e baterive me ione natri. Bateritë testimi të bëra me këtë material mbetën stabile për më shumë se 400 cikle ngarkimi.
Studimi, i cili është publikuar në Journal of Materials Chemistry A, thotë se arsyeja për rritjen e kapacitetit të ruajtjes së energjisë ka të bëjë me faktin se uji i shtuar lejoi shtresat e materialit të zgjeroheshin pak, duke i dhënë ionëve të natriumit më shumë hapësirë për të hyrë dhe dalë dhe duke lejuar që katoda të ruante më shumë prej tyre.
Ekipi gjithashtu testoi performancën e NVOH të hidratuar si një medium i mundshëm për demineralizim dhe zbuloi se funksiononte po aq mirë, nëse jo më mirë, sa elektrodët e tjera të zakonshme të përdorura për këtë proces.
“Mundësia e përdorimit të hidratit të vanadatit të natriumit në ujë të kripur është një zbulim shumë emocionues, sepse tregon se bateritë me ione natri mund të bëjnë më shumë se thjesht të ruajnë energji – ato mund të ndihmojnë edhe në heqjen e kripës nga uji”, përfundoi Commandeur. “Afatgjatë, kjo mund të na lejojë të krijojmë sisteme që përdorin ujë detor si një elektrolit të plotësisht të sigurt, të lirë dhe të bollshëm, ndërsa prodhojnë ujë të pijshëm si pjesë e procesit.”
Burimi: Universiteti i Surrey
Burimi: newatlas.com
