ККД 97,9% та понад 1000 циклів: нова технологія натрій-іонних батарей для систем зберігання енергії не потребує охолодження

Компанії Syntropic Power та UNIGRID оголосили про партнерство з метою реалізації запатентованої технології акумуляторів на основі оксиду натрію-хрому.

Системи зберігання енергії у масштабах енергомережі зазвичай стикаються з проблемами через вразливість до екстремально високих температур. Аби запобігти розплавленню або спалахуванню Li-ion акумуляторів енергетичні компанії завантажують величезні обсяги енергії назад до гігантських систем кондиціонування. Це призводить до високих витрат й робить подібний цикл неефективним.

Нова технологія акумуляторів на основі оксиду натрію-хрому обіцяє обходитись без охолодження й може бути використана для енергоживлення житлових будинків, віртуальних електростанцій та стаціонарних великих енергомереж.

Станом на 2025 рік частка виробництва натрій-іонних акумуляторів складає менше як 1% від загального світового виробництва акумуляторних систем порівняно з Li-ion акумуляторами. Оскільки стрімкий розвиток ЦОД створює додаткове навантаження на регіональні енергомережі, а аномально високі температури стають звичним явищем, енергетичні компанії потребують сховищ енергії, здатних витримувати умови аномальної спеки.

Хімічні сполуки NCO цілком відповідають цим вимогам, оскільки їм притаманна виключна термічна стабільність та висока потужність. Натрій-іонна технологія від UNIGRID використовує катоди на основі хрому NCO. Це відрізняє її від альтернативних варіантів з використанням оксиду натрію, нікелю, заліза або марганцю (NFM) або пірофосфату натрію та заліза (NFPP).

Незалежні випробування, проведені акредитованим за стандартом ISO Центром розробки акумуляторів Рочестерського технологічного інституту (RIT), виявили дещо незвичайне. Елементи UNIGRID місткістю 210 А·год демонстрували ендотермічну поведінку під час заряджання. Це означає, що в процесі хімічної реакції фактично поглиналось тепло, а не виділялось назовні.

У поєднанні з 97,9% ефективністю перетворення енергії на рівні окремих елементів та чудовою термічною стабільністю за результатами випробувань на екстремальні навантаження, батарея залишалась холодною. Натрій-іонні елементи місткістю 210 А·год забезпечують розрядну місткість до 218 А·год.

Їм вдалось зберегти понад 99% початкової місткості після 1000 повних циклів розряду та теплопоглинання під час заряджання. Це дозволяє Syntropic Power оптимізувати конструкцію власних акумуляторів для забезпечення безпечної та ефективної роботи власних платформ GridSpan без необхідності використання складних систем охолодження.

Додаткові випробування підтвердили, що елементи NCO зберігають виключну термальну стабільність навіть за екстремальних умов. Елементи отримали ключові сертифікати безпеки й транспортування, необхідні для комерційного доставлення й інтеграції у повноцінні енергосистеми.

Syntropic вже отримала першу партію елементів UNIGRID NCO для власних стаціонарних систем зберігання енергії. Комерційна реалізація починається з настінної системи Tenet, призначеної для житлових будинків та невеликих комерційних об’єктів та віртуальних електростанцій.

Компанія також інтегрує нові елементи у свою модульну платформу GridSpan, призначену для великомасштабних енергосистем з гнучкою тривалістю розряду від 20 хв до 20 год. Використання натрію та хрому замість літію та кобальту гарантує захист виробників від цінових стрибків та дефіциту сировини.

Джерело: Interesting Engineering