Сегодня 22 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → натрий

Представлен экологичный аккумулятор без лития и с анодом растительного происхождения

Шведский разработчик натрий-ионных батарей Altris предложил способ сделать безлитиевые батареи ещё более экологичными. В партнёрстве с Stora Enso разработана технология использования углерода, полученного из древесной целлюлозы, в качестве сырья для изготовления анодов. По утверждению разработчиков, созданный ими материал Lignode потенциально может стать самым экологичным сырьём для изготовления анодов в мире.

 Источник изображений: Stora Enso

Источник изображений: Stora Enso

Лигнин, побочный продукт производства древесной массы, давно исследуется на предмет возможного использования в качестве более экологичного электродного материала. Финская компания по производству возобновляемых материалов Stora Enso в 2022 году начала поставки своего запатентованного материала Lignode шведскому производителю аккумуляторов Northvolt для использования в анодах литийионных аккумуляторов. Stora Enso описывает Lignode как твёрдый углеродный материал, получаемый в процессе очистки лигнина.

Натрий-ионные батареи устраняют потребность в редких минералах, таких как литий, кобальт и никель, используя значительно более распространённый натрий. Заменяя графит, обычно используемый в конструкции анодов, на Lignode, полученный из натуральных побочных продуктов, Altris и Stora Enso могут ещё больше снизить зависимость от китайского импорта, источника более 90 процентов графита в ЕС. Кроме того, аноды Lignode, по утверждению Stora Enso, обеспечивают более высокую скорость зарядки и разрядки.

Stora Enso владеет и арендует более 2 миллионов гектаров лесных земель. Компания перерабатывает древесную массу на своём заводе в Котке, Финляндия, уже более 80 лет, а с 2015 года извлекает лигнин в промышленных масштабах. В 2021 году она начала пилотное производство Lignode и сейчас работает над расширением производства до коммерческих масштабов. Поскольку от 20 до 30 процентов получаемого из древесины сырья представляет лигнин, это делает его широко доступным и легко возобновляемым ресурсом за счёт методов устойчивого лесопользования.

«Материалы на биологической основе являются ключом к повышению устойчивости аккумуляторных элементов, — заявил старший вице-президент Stora Enso Юусо Конттинен (Juuso Konttinen). — Поскольку Lignode потенциально может стать самым экологичным анодным материалом в мире, это партнёрство с Altris идеально согласуется с нашим общим обязательством поддерживать стремление к более устойчивой электрификации».

Новые аккумуляторные батареи Altris на сегодняшний день претендуют на звание самых экологичных в мире. Катоды новых батарей изготавливаются на основе «прусских белил» (PW), которые считаются одним из наиболее перспективных катодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов из-за больших каналов диффузии ионов, низкой деформации решётки, простоты изготовления, нетоксичности и низкой стоимости.

Altris пока не начала коммерческое производство новых аккумуляторов. В прошлом году компания продемонстрировала аккумулятор коммерческого размера с плотностью энергии 160 Вт·ч/кг, что соответствует литий-железо-фосфатным батареям (LFP), используемым в современных электромобилях. Компания планировала довести плотность энергии до 200 Вт·ч/кг. Ячейка была разработана в рамках исследовательского сотрудничества с Northvolt.

В Китае запустили первую станцию хранения электроэнергии на натрий-ионных элементах

По данным китайской госкомпании China Southern Power Grid Energy Storage, 11 мая в стране начала функционировать первая промышленная станция хранения энергии, использующая натрий-ионные аккумуляторные батареи. Её построили в Наньнине, административном центре и крупнейшем городе Гуанси-Чжуанского автономного районе на юге Поднебесной.

 Источник изображения: China Southern Power Grid Energy Storage

Источник изображения: China Southern Power Grid Energy Storage

По данным источника, ёмкость станции на момент запуска составляет 10 мегаватт-часов, а после того, как будет завершены все этапы её расширения, этот показатель увеличится до 100 мегаватт-часов. В сообщении сказано, что на станции используются натрий-ионные элементы питания ёмкостью 210 А·ч каждый.

Отмечается, что зарядить такой аккумулятор до 90 % можно всего за 12 минут. В общей сложности в состав системы входит 22 тыс. элементов питания. Когда проект выйдет на полную мощность, станция будет отдавать ежегодно 73 тыс. мегаватт-часов энергии в год. Этого достаточно для обеспечения энергией 35 тыс. домохозяйств. При этом выбросы углекислого газа в атмосферу снизятся на 50 тыс. тонн в год.

По данным китайских специалистов, эффективность преобразования энергии в системе хранения на основе натрий-ионных аккумуляторов превышает 92 %. Это сопоставимо с аналогичным показателем традиционных систем хранения энергии на основе литий-ионных элементов, где показатель эффективности обычно составляет 85-95 %.

Отмечается, что к моменту организации крупномасштабных производств натрий-ионных аккумуляторов, цена таких элементов может снизиться на 20-30 %. Этому также будет способствовать дальнейшее совершенствование конструкции элементов питания, улучшение производственных процессов, используемых материалов и др. Конечная цель состоит в том, чтобы за счёт перераспределения максимально снизить стоимость электроэнергии для конечных потребителей.

CATL разрабатывает натрий-ионные аккумуляторы второго поколения, но их практическое применение видит только в сочетании с литиевыми

Когда китайская компания CATL взялась за разработку натриево-ионных аккумуляторов, помимо скорости зарядки и устойчивости к холоду она рассматривала и возможное преимущество в себестоимости, но стоимость соединений лития с тех пор значительно снизилась, и во втором поколении натриево-ионные аккумуляторы уже не кажутся перспективными сами по себе.

 Источник изображения: CATL

Источник изображения: CATL

По информации CnEVPost, такие аккумуляторы CATL считает целесообразным сочетать в составе одной тяговой батареи с традиционными литийионными ячейками. Последние обеспечивают и более высокую плотность хранения заряда, и стоят меньше натриево-ионных. Как отмечает источник, в первом поколении CATL добилась плотности хранения заряда в натрий-ионных аккумуляторах до 160 Вт‧ч/кг. Не очень впечатляющий показатель отчасти компенсировался способностью таких батарей восстанавливать заряд до 80 % ёмкости за 15 минут при комнатной температуре, а также сохранять остаточный заряд более 90 % при температурах до минус 20 градусов по шкале Цельсия.

Второе поколение натриево-ионных батарей, которое сейчас разрабатывается CATL, увеличит плотность хранения заряда до 200 Вт‧ч/кг, но в чистом виде они не смогут составить конкуренцию ни более дешёвым LFP-аккумуляторам, ни разрабатываемым компанией параллельно твердотельным. Альтернативы способны предложить плотность хранения заряда до 500 Вт‧ч/кг, по этой причине в CATL считают разумным добавлять натриево-ионные ячейки в составе единой тяговой батареи к литийионным. Подобное гибридное решение будет сочетать высокую скорость зарядки и устойчивость к морозам с большим эксплуатационным ресурсом и разумной стоимостью.

Твердотельные аккумуляторы CATL собирается начать производить небольшими партиями к 2027 году. Компания считает важным продолжать экспансию производственных мощностей, поскольку спрос на тяговые батареи значительно превышает предложение. Чтобы облегчить экспансию производства за пределами Китая, CATL рассматривает схему с лицензированием своих технологий сторонним компаниям. Например, Ford рассчитывает использовать её при выпуске тяговых батарей в США, а компания CATL будет снабжать партнёра необходимыми технологиями, юридически не участвуя в управлении совместным предприятием. Интерес к сотрудничеству с CATL по такой схеме уже проявили более десяти различных потенциальных партнёров.

В США начали серийно выпускать реальную альтернативу литиевым аккумуляторам — натрий-ионные батареи

Компания Natron Energy запустила в серийное производство альтернативы литийионным аккумуляторам. Натрий-ионные батареи заряжаются на порядок быстрее традиционных литиевых, и при этом служат в 5 раз дольше. Но что ещё важнее, натрия на Земле гораздо больше, чем лития.

 Источник изображения: Natron Energy

Источник изображения: Natron Energy

Американская компания Natron Energy, основанная в 2013 году, начала серийное производство инновационных натрий-ионных аккумуляторов, которые могут стать реальной альтернативой традиционным литий-ионным батареям. По сравнению с широко используемыми литийионными аккумуляторами, натрий-ионные обладают рядом преимуществ. В частности, запасы натрия на Земле превышают запасы лития в 500-1000 раз. Кроме того, добыча натрия не наносит столь серьезного ущерба окружающей среде. И наконец, в производстве натрий-ионных батарей Natron используются широкодоступные материалы — алюминий, железо и марганец, благодаря которым удастся минимизировать зависимость от поставок редкоземельных металлов вроде кобальта из нестабильных регионов.

Конечно, есть у натрий-ионных батарей и недостаток — по плотности хранения энергии они пока уступает литийионным. Зато натриевые аккумуляторы более безопасны, поскольку не воспламеняются, экологичны и менее подвержены колебаниям цен из-за геополитической нестабильности. В отличие от кобальта и никеля, используемых в литийионных аккумуляторах, все компоненты натриевых батарей Natron производятся в США.

Первыми потребителями инновационных батарей станут крупные центры обработки данных, ориентированные на задачи искусственного интеллекта. При этом быстрая зарядка позволит эффективно накапливать энергию в часы пиковой выработки от солнечных или ветровых электростанций и отдавать ее в периоды повышенного потребления.

В дальнейшем компания планирует расширять производство и завоевывать новые сегменты рынка. В частности, в качестве возможной отрасли были названы электромобили, где быстрая зарядка и безопасность придутся как нельзя кстати, а также на телекоммуникации. Уже к 2025 году Natron рассчитывает нарастить выпуск натрий-ионных аккумуляторов до нескольких гигаватт-часов в год. Это позволит сделать их конкурентоспособной и экологичной альтернативой литию.

BYD создаст производство натрий-ионных тяговых батарей, которое может стать крупнейшим в мире

Китайская компания BYD уже является вторым по величине производителем электромобилей после Tesla и вторым по величине производителем тяговых аккумуляторов после CATL, но выйти на лидирующие позиции она собирается в сфере производства натрий-ионных аккумуляторов, ради чего создаёт совместное предприятие с Huaihai Holding Group.

 Источник изображения: Huaihai Holding Group

Источник изображения: Huaihai Holding Group

Как поясняет Electrek, партнёры сосредоточатся на производстве натрий-ионных тяговых батарей, которые уступают литийионным по плотности хранения электроэнергии, но оказываются заметно дешевле. По этой причине выпускаемые на совместном предприятии тяговые батареи будут ориентированы на использование в составе компактных недорогих электромобилей с небольшим запасом хода, которые весьма популярны в Китае и наверняка найдут себе место на европейском рынке при правильной ценовой политике.

Со стороны BYD формальным участником совместного предприятия выступит дочерняя компания FinDreams, которая как раз и специализируется на выпуске аккумуляторов. Huaihai Holding Group возьмёт на себя реализацию продукции совместного предприятия. Производственные мощности предполагается разместить в округе Сюйчжоу китайской провинции Цзянсу. Партнёры рассчитывают крупнейшими поставщиками натрий-ионных батарей для компактных электромобилей. Конкурирующая CATL, которая является бесспорным лидером мирового рынка тяговых батарей, тоже вкладывает средства в разработку натрий-ионных аккумуляторов, поэтому борьба за место под солнцем между китайскими гигантами должна быть ожесточённой.

У астероида Фаэтон обнаружили хвост из газообразного натрия — это роднит его с кометами

Группа американских учёных изучила состав хвоста у астероида (3200) Фаэтон и обнаружила, что состоит он не из пыли, как можно было бы предположить, а из газообразного натрия, что роднит это небесное тело с кометами.

 Источник изображений: nasa.gov

Источник изображений: nasa.gov

Ещё в 2009 году астрономы, наблюдавшие Фаэтон при помощи аппаратов STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) обнаружили, что, достигая ближайшей к Солнцу точки на своей орбите, астероид становится ярче и отращивает заметный хвост. Явление оказалось странным, ведь хвосты есть у состоящих из льда комет, но никак не у астероидов, которые состоят из камня и металла. Долгое время считалось, что это даже не хвост, а пыль с поверхности объекта.

Однако теперь учёные установили, что Фаэтон испускает не пыль, а газообразный натрий: пылью его «кометоподобную» активность объяснить нельзя, а вот кометы как раз ярко светятся при приближении к Солнцу из-за выброса натрия — поэтому существовало подозрение, что яркость астероида может увеличиваться из-за натрия. Ранее исследователи установили, что Фаэтон, диаметр которого составляет 6,3 км при подходе к Солнцу разогревается до температуры 750 °C, при которой испаряются некоторые вещества.

 Снимки Фаэтона с использованием «натриевого» (слева) и «пылевого» (справа) фильтров космической обсерватории SOHO. На первом он отчётливо различим, а на втором совсем не виден.

Снимки Фаэтона с «натриевым» (слева) и «пылевым» (справа) фильтрами SOHO. На первом отчётливо различим хвост

Тогда к изучению астероида подключили ещё одну космическую обсерваторию — SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), а объект наблюдали с использованием двух фильтров, способных идентифицировать натрий и пыль. Кроме того, исследователи обратились к архивам изображений STEREO и SOHO, на которых нашли возникновение хвоста у Фаэтона при 18 сближениях объекта с Солнцем с 1997 по 2022 гг. Фильтры SOHO подтвердили подозрения: хвост астероида был особенно заметным и ярким с использованием «натриевой» линзы, а другие фильтры такого эффекта не давали.

Таким образом, Фаэтон оказывается ещё более загадочным, чем считалось ранее. Он подходит к Солнцу ближе любого другого астероида, его поверхность кажется голубой, а ещё он, вероятно, является источником метеорного потока Геминиды, хотя за такие явления ответственность несут, опять же, не астероиды, а кометы. Тесное сближение Фаэтона с Землёй ожидается только в 2093 году.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Верные спутники: 20+ полезных Telegram-ботов для путешественников 5 ч.
Итоги Golden Joystick Awards 2024 — Final Fantasy VII Rebirth и Helldivers 2 забрали больше всех наград, а Black Myth: Wukong стала игрой года 7 ч.
В программу сохранения классических игр от GOG вошли S.T.A.L.K.E.R. Shadow of Chernobyl и Call of Pripyat, а Clear Sky — на подходе 8 ч.
Star Wars Outlaws вышла в Steam с крупным обновлением и дополнением про Лэндо Калриссиана 9 ч.
Рекордная скидка и PvP-режим Versus обернулись для Warhammer: Vermintide 2 полумиллионом новых игроков за неделю 11 ч.
Новый трейлер раскрыл дату выхода Mandragora — метроидвании с элементами Dark Souls и нелинейной историей от соавтора Vampire: The Masquerade — Bloodlines 12 ч.
В Японии порекомендовали добавить в завещания свои логины и пароли 13 ч.
Обновления Windows 11 больше не будут перезагружать ПК, но обычных пользователей это не касается 14 ч.
VK похвасталась успехами «VK Видео» на фоне замедления YouTube 15 ч.
GTA наоборот: полицейская песочница The Precinct с «дозой нуара 80-х» не выйдет в 2024 году 17 ч.
Nvidia предупредила о возможном дефиците игровых решений в четвёртом квартале 2 ч.
Представлен внешний SSD SanDisk Extreme на 8 Тбайт за $800 и скоростной SanDisk Extreme PRO с USB4 7 ч.
Представлен безбуферный SSD WD_Black SN7100 со скоростью до 7250 Мбайт/с и внешний SSD WD_Black C50 для Xbox 7 ч.
Новая статья: Обзор ноутбука ASUS Zenbook S 16 (UM5606W): Ryzen AI в естественной среде 7 ч.
Redmi показала флагманский смартфон K80 Pro и объявила дату его премьеры 9 ч.
Астрономы впервые сфотографировали умирающую звезду за пределами нашей галактики — она выглядит не так, как ожидалось 12 ч.
Представлена технология охлаждения чипов светом — секретная и только по предварительной записи 12 ч.
Японская Hokkaido Electric Power намерена перезапустить ядерный реактор для удовлетворения потребности ЦОД в энергии 13 ч.
Грузовик «Прогресс МС-29» улетел к МКС с новогодними подарками и мандаринами для космонавтов 13 ч.
Meta планирует построить за $5 млрд кампус ЦОД в Луизиане 14 ч.