Суточные и даже сезонные колебания в выработке электрической энергии возобновляемыми источниками заставляют учёных искать оптимальные накопители с минимальным саморазрядом. В таких накопителях нет особой нужды для потребительских целей, но для резервного питания и для сглаживания потребления в энергосетях такие аккумуляторы важны и актуальны.
В новом исследовании учёных из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) были рассмотрены батареи на расплавах солей, которые могут «замораживать» свой заряд на месяцы, пока он не понадобится. Опытная батарея размером с хоккейную шайбу за три месяца сохранила 92 % заряда. После шести месяцев ожидания, уверены учёные, батарея сохранит не менее 80 % от первоначального заряда.
Батареи на расплавах солей придуманы в годы Второй мировой войны. Электролит в таких батареях затвердевает при комнатной температуре и делается неактивным, что предотвращает утечку заряда. Для активации батареи её разогревают, снова делая электролит жидким, что запускает обычные для аккумуляторов химические реакции ионного обмена.
«Мы хотим заряжать эту батарею, когда есть много энергии из возобновляемых источников, — объясняет ведущий исследователь Гуошэн Ли (Guosheng Li), — а затем мы собираемся держать батарею при температуре окружающей среды, что позволит заморозить [её]… и отключить саморазряд для длительного хранения. Когда придёт время использовать батарею, есть несколько различных способов её нагреть. Например, мы можем использовать отработанное тепло или… активировать часть батареи в самом начале, а затем использовать это электричество для саморазогрева».
В качестве электролита использован тетрахлороалюминат натрия (NaAlCl4). Это вещество, как и электроды из никеля и алюминия, выбрано за свою дешевизну и значительное распространение на Земле, что позволит снизить стоимость. Большой проблемой остаётся высокая температура плавления солей. Для данной соли — это 187 °C.
В идеальном случае температура плавления должна быть не настолько выше комнатной, чтобы на активацию батареи тратилось меньше энергии. К примеру, 70–80 °C. Своей дальнейшей миссией учёные видят замену электродов из никеля на электроды из менее дорогих металлов, а также поиск солевых составов с меньшей температурой плавления.
