КПД 97,9 % и более 1000 циклов: новая технология натрий-ионных батарей для систем хранения энергии не требует охлаждения

Компании Syntropic Power и UNIGRID объявили о партнерстве с целью внедрения запатентованной технологии аккумуляторов на основе оксида натрия-хрома.

Системы хранения энергии в масштабах энергосети обычно сталкиваются с проблемами из-за уязвимости к экстремально высоким температурам. Чтобы предотвратить расплавление или возгорание литий-ионных аккумуляторов, энергетические компании возвращают огромные объемы энергии в гигантские системы кондиционирования. Это приводит к высоким затратам и делает подобный цикл неэффективным.

Новая технология аккумуляторов на основе оксида натрия-хрома позволяет обойтись без охлаждения и может быть использована для энергоснабжения жилых домов, виртуальных электростанций и стационарных крупных энергосетей.

По состоянию на 2025 год доля производства натрий-ионных аккумуляторов составляет менее 1% от общего мирового производства аккумуляторных систем по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. Поскольку стремительное развитие ЦОД создает дополнительную нагрузку на региональные энергосети, а аномально высокие температуры становятся привычным явлением, энергетическим компаниям требуются накопители энергии, способные выдерживать условия аномальной жары.

Химические соединения NCO полностью соответствуют этим требованиям, поскольку им присуща исключительная термическая стабильность и высокая мощность. Натрий-ионная технология от UNIGRID использует катоды на основе хрома NCO. Это отличает её от альтернативных вариантов с использованием оксида натрия, никеля, железа или марганца (NFM) либо пирофосфата натрия и железа (NFPP).

Независимые испытания, проведенные аккредитованным по стандарту ISO Центром разработки аккумуляторов Рочестерского технологического института (RIT), выявили нечто необычное. Элементы UNIGRID емкостью 210 А·ч демонстрировали эндотермическое поведение во время зарядки. Это означает, что в ходе химической реакции тепло фактически поглощалось, а не выделялось наружу.

В сочетании с 97,9% эффективностью преобразования энергии на уровне отдельных элементов и превосходной термической стабильностью по результатам испытаний на экстремальные нагрузки батарея оставалась холодной. Натрий-ионные элементы ёмкостью 210 А·ч обеспечивают разрядную ёмкость до 218 А·ч.

Им удалось сохранить более 99% исходной емкости после 1000 полных циклов разряда и теплопоглощения во время зарядки. Это позволяет Syntropic Power оптимизировать конструкцию собственных аккумуляторов для обеспечения безопасной и эффективной работы собственных платформ GridSpan без необходимости использования сложных систем охлаждения.

Дополнительные испытания подтвердили, что элементы NCO сохраняют исключительную термическую стабильность даже в экстремальных условиях. Элементы получили ключевые сертификаты безопасности и транспортировки, необходимые для коммерческой поставки и интеграции в полноценные энергосистемы.

Компания Syntropic уже получила первую партию элементов UNIGRID NCO для своих стационарных систем хранения энергии. Коммерческое внедрение начинается с настенной системы Tenet, предназначенной для жилых домов, небольших коммерческих объектов и виртуальных электростанций.

Компания также интегрирует новые элементы в свою модульную платформу GridSpan, предназначенную для крупномасштабных энергосистем с гибкой продолжительностью разряда от 20 минут до 20 часов. Использование натрия и хрома вместо лития и кобальта гарантирует защиту производителей от ценовых скачков и дефицита сырья.

Источник: Interesting Engineering