Cercetătorii de la MIT au dezvoltat o baterie din aluminiu-sulf, realizată din materiale ieftine și ușor de procurat, care ar putea oferi stocare de rezervă la costuri reduse pentru sursele de energie regenerabilă.
Pe măsură ce lumea construiește instalații mari de sisteme de energie eoliană și solară, nevoia de sisteme de rezervă economice, la scară largă, pentru a furniza energie electrică sub soare și când vântul este calm, crește rapid. Bateriile litiu-ion de astăzi sunt încă prea scumpe pentru majoritatea acestor aplicații, iar alte opțiuni, cum ar fi hidrocentrala pompată, necesită o topografie specifică care nu este întotdeauna disponibilă.
Noua arhitectură a bateriei, care utilizează aluminiu și sulf drept cele două materiale pentru electrozi, cu un electrolit de sare topită între ele, este descrisă în revista TODAY Nature într-o lucrare a profesorului MIT Donald Sadoway, alături de alți 15 cercetători de la MIT și din China, Canada, Kentucky și Tennessee.
Pe lângă faptul că sunt scumpe, bateriile litiu-ion au un electrolit inflamabil, ceea ce le face mai puțin ideale pentru transport. Așadar, Sadoway a început să studieze tabelul periodic, căutând metale mai ieftine, abundente în pământ, care ar putea fi capabile să înlocuiască litiul. Ei afirmă că metalul dominant comercial, fierul, nu are proprietățile electrochimice corecte pentru o baterie eficientă. Dar al doilea cel mai abundent metal de pe piață – și într-adevăr cel mai abundent metal de pe pământ – este aluminiul.
Mai departe s-a decis la ce să atașeze aluminiul pentru al doilea electrod și ce fel de electrolit să pună în loc pentru a muta ionii înainte și înapoi în timpul încărcării și descărcării. Sulful este cel mai ieftin dintre toate nemetalele, ceea ce îl face al doilea material pentru electrod. Pentru electrolit, „nu aveam de gând să folosim lichidele organice volatile, inflamabile”, care uneori duceau la incendii periculoase în mașini și alte aplicații ale bateriilor litiu-ion, spune Sadoway.
Cele trei materiale necesare sunt ieftine și ușor disponibile – aluminiu, nu diferă de folie de la supermarket; Sulful, care este adesea un produs rezidual din procese precum rafinarea petrolului; și săruri disponibile pe scară largă. „Ingredientele sunt ieftine, iar lucrul este sigur – nu va arde”, spune Sadoway.
În experimentele lor, echipa a arătat că celulele bateriei pot suporta sute de cicluri la rate de încărcare excepțional de ridicate, cu un cost estimat de aproximativ o șesime față de cel al celulelor litiu-ion comparabile. Ei au arătat că rata de încărcare depinde foarte mult de temperatura de lucru, 110 °C arătând o rată de 25 de ori mai rapidă decât la 25 °C.
Această nouă formulă de baterie, spune el, ar fi ideală pentru o instalație de dimensiunea necesară pentru a alimenta o casă sau o afacere mică până la mijlocie, producând de ordinul a aproximativ zece kilowați-oră de capacitate de stocare.
Pentru instalații mai mari, alte tehnologii pot fi mai eficiente, inclusiv bateria cu metal lichid dezvoltată de Sadoway și studenții săi în urmă cu câțiva ani și care a stat la baza unei companii spin-off numită Ambari, despre care se așteaptă să livreze primele produse în anul următor. Pentru acea invenție, Sadoway a primit recent premiul pentru inventator european de anul acesta.
Articol de Izabela Constantin
