Дэлхийн эрчим хүчний шилжилт болон "хос нүүрстөрөгчийн" зорилтуудын хүрээнд батерейны технологи нь эрчим хүч хадгалах гол хүчин зүйл болох нь ихээхэн анхаарал татаж байна. Сүүлийн жилүүдэд натрийн ион батерейнууд (SIBs) нь лабораториос үйлдвэржилт хүртэл гарч ирсэн бөгөөд лити-ион батерейг дагасан эрчим хүч хадгалах шийдэл болжээ.
Натри-ион батерейны талаархи үндсэн мэдээлэл
Натрийн ион батерейнууд нь натрийн ионуудыг (Na⁺) цэнэглэгч болгон ашигладаг хоёрдогч батерей (цэнэглэдэг) төрөл юм. Тэдний ажиллах зарчим нь лити-ион батерейныхтэй төстэй: цэнэглэх, цэнэглэх үед натрийн ионууд катод ба анодын хооронд электролитээр дамждаг бөгөөд энэ нь энерги хадгалах, ялгаруулах боломжийг олгодог.
·Үндсэн материалууд: Катод нь ихэвчлэн давхаргат исэл, полианионик нэгдлүүд эсвэл Пруссын хөх аналогийг ашигладаг; анод нь үндсэндээ хатуу нүүрстөрөгч эсвэл зөөлөн нүүрстөрөгчөөс бүрддэг; электролит нь натрийн давсны уусмал юм.
·Технологийн төлөвшил: Судалгааны ажил 1980-аад оноос эхэлсэн бөгөөд материал, процессын сүүлийн үеийн дэвшилтүүд нь эрчим хүчний нягтрал, эргэлтийн хугацааг мэдэгдэхүйц сайжруулж, арилжааны ажлыг улам бүр боломжтой болгож байна.
Натрийн ион батерей ба лити-ион батерей: гол ялгаа ба давуу талууд
Хэдийгээр натрийн ион батерей нь лити-ион батерейтай ижил төстэй бүтэцтэй боловч материалын шинж чанар, хэрэглээний хувилбараар эрс ялгаатай:
| Харьцуулах хэмжээ | Натрийн ион батерей | Лити-ион батерей |
| Нөөцийн элбэг дэлбэг байдал | Натри нь элбэг (дэлхийн царцдасын 2.75%) бөгөөд өргөн тархсан байдаг | Лити нь ховор (0.0065%) бөгөөд газарзүйн хувьд төвлөрсөн байдаг |
| Зардал | Түүхий эдийн зардал бага, нийлүүлэлтийн сүлжээ тогтвортой байна | Импортоос хамааралтай лити, кобальт болон бусад материалын үнийн өндөр хэлбэлзэл |
| Эрчим хүчний нягтрал | Доод (120-160 Вт/кг) | Илүү өндөр (200-300 Вт/кг) |
| Бага температурын гүйцэтгэл | -20 хэмд багтаамж >80% | Бага температурт ажиллах чадвар муу, хүчин чадал нь амархан мууддаг |
| Аюулгүй байдал | Өндөр дулааны тогтвортой байдал, хэт цэнэглэх/цацахаас илүү тэсвэртэй | Дулааны урсацын эрсдлийг хатуу зохицуулахыг шаарддаг |
Натри-ион батерейны үндсэн давуу талууд:
1.Бага зардал, нөөцийн тогтвортой байдал: Натри нь далайн ус болон ашигт малтмалд өргөн тархсан тул ховор металлын хэрэглээг бууруулж, урт хугацааны зардлыг 30%-40%-иар бууруулдаг.
2. Аюулгүй байдал, байгаль орчинд ээлтэй байдал: Хүнд металлын бохирдолгүй, илүү аюулгүй электролитийн системд нийцсэн, их хэмжээний эрчим хүч хадгалахад тохиромжтой.
3. Температурын өргөн хүрээний дасан зохицох чадвар: Бага температуртай орчинд маш сайн гүйцэтгэлтэй, хүйтэн бүс нутаг эсвэл гадаа эрчим хүч хадгалах системд тохиромжтой.
Натри-ион батерейны хэрэглээний хэтийн төлөв
Технологийн дэвшлийн ачаар натрийн ион батерей нь дараахь чиглэлээр асар их боломжийг харуулж байна.
1. Том хэмжээний эрчим хүч хадгалах систем (ESS):
Салхи, нарны эрчим хүчний нэмэлт шийдэл болох натрийн ион батерейны өртөг багатай, удаан эдэлгээтэй байх нь цахилгааны үнийг (LCOE) үр дүнтэй бууруулж, сүлжээний оргил үеийг хусахад тусалдаг.
2. Бага хурдтай цахилгаан машин ба хоёр дугуйт:
Эрчим хүчний нягтрал багатай нөхцөлд (жишээлбэл, цахилгаан унадаг дугуй, ложистикийн тээврийн хэрэгсэл) натрийн ион батерей нь хар тугалганы хүчлийн батерейг орлож, байгаль орчин, эдийн засгийн үр өгөөжийг өгдөг.
3. Нөөц эрчим хүч ба суурь станцын эрчим хүчний хадгалалт:
Температурын өргөн хүрээний гүйцэтгэл нь тэдгээрийг холбооны суурь станц, дата төв гэх мэт температурт мэдрэмтгий хэрэглээнд нөөц эрчим хүчний хэрэгцээнд ашиглахад тохиромжтой болгодог.
Ирээдүйн хөгжлийн чиг хандлага
Салбарын урьдчилсан мэдээгээр 2025 он гэхэд дэлхийн натрийн ион батерейны зах зээл 5 тэрбум ам.доллар давж, 2030 он гэхэд лити-ион батерейны зах зээлийн 10-15%-д хүрнэ гэж таамаглаж байна. Ирээдүйн хөгжлийн чиглэлүүдэд:
·Материаллаг инноваци: Эрчим хүчний нягтралыг 200 Вт.ц/кг-аас дээш нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр хүчин чадалтай катод (жишээ нь, O3 төрлийн давхаргат исэл) болон удаан эдэлгээтэй анодын материалыг хөгжүүлэх.
·Процессын оновчлол: Натрийн ион батерейны үйлдвэрлэлийг өргөжүүлж, зардлыг цаашид бууруулахын тулд гүйцсэн лити-ион батерейны үйлдвэрлэлийн шугамыг ашиглах.
·Хэрэглээний өргөтгөл: Төрөл бүрийн эрчим хүч хадгалах технологийн багцыг бий болгохын тулд лити-ион батерейг нөхөж байна.
Дүгнэлт
Натрийн ион батерейны өсөлт нь лити-ион батерейг орлуулах зорилгогүй, харин эрчим хүч хадгалах илүү хэмнэлттэй, аюулгүй хувилбарыг бий болгох зорилготой юм. Нүүрстөрөгчийн саармаг байдлын нөхцөлд тэдгээрийн нөөцөд ээлтэй, хэрэглээнд дасан зохицох шинж чанар нь эрчим хүч хадгалах ландшафт дахь байр сууриа баталгаажуулна. Эрчим хүчний технологийн инновацийн анхдагчийн хувьд,ДАЛИнатри-ион батерейны технологийн хөгжлийг үргэлжлүүлэн хянаж, хэрэглэгчдэдээ үр ашигтай, тогтвортой эрчим хүчний шийдлүүдийг хүргэхийг эрмэлзэх болно.
Илүү дэвшилтэт технологийн шинэчлэлтүүдийг авахын тулд биднийг дагаарай!
Шуудангийн цаг: 2025 оны 2-р сарын 25-ны хооронд
