Η υψηλή απόδοση, η μεγάλη διάρκεια ζωής και οι ελάχιστες απαιτήσεις συντήρησης των συσσωρευτών νατρίου έχουν οδηγήσει σε σημαντική ανάπτυξη αυτών των συστημάτων παγκοσμίως.
Άρθρο του κ. Νικόλαου Στήθου*
Η αυξανόμενη ζήτηση για χαμηλού κόστους αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνει το ενδιαφέρον για τεχνολογίες συσσωρευτών που χρησιμοποιούν νάτριο σε συστήματα αποθήκευσης υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων. Οι δυνητικά βιώσιμες τεχνολογίες του σήμερα περιλαμβάνουν συσσωρευτές τετηγμένου νατρίου και συσσωρευτές ιόντων νατρίου. Αν και εξακολουθεί να είναι σχετικά ακριβή, η τεχνολογία συσσωρευτών τετηγμένου νατρίου Na/NiCl2 είναι αρκετά αξιόπιστη και ώριμη για παγκόσμια ανάπτυξη σε κλίμακα εκατοντάδων μεγαβατώρων (MWhs).
Οι σημαντικές εφαρμογές αυτών των τεχνολογιών περιλαμβάνουν την ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, την εφεδρική ισχύ και την επαύξηση του παρόντος δικτύου, ενώ ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις των καταναλωτών και των εμπορικών και βιομηχανικών παρόχων ενέργειας. Καθώς οι προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης συνεχίζονται στον ακαδημαϊκό χώρο, στα εργαστήρια και στη βιομηχανία, η ευρεία χρήση ασφαλών και οικονομικά αποδοτικών συσσωρευτών τετηγμένου νατρίου καθώς και η εφαρμογή νέων συσσωρευτών με βάση το ιόν νατρίου αναμένεται να αποτελέσουν σημαντικές βάσεις στην εξέλιξη της παγκόσμιας βιομηχανίας αποθήκευσης ενέργειας.
Το νάτριο είναι το έκτο πιο άφθονο στοιχείο στη γη, διανέμεται ευρέως παγκοσμίως και επεξεργάζεται σε μεγάλη κλίμακα ως βιομηχανικό υλικό, καθιστώντας το ως ελκυστική πρώτη ύλη για χρήση σε μεγάλης κλίμακας συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Οι συσσωρευτές νατρίου που βρίσκονται σε ευρεία κυκλοφορία στο εμπόριο μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο κύριες κατηγορίες: τους συσσωρευτές τετηγμένου νατρίου και τους συσσωρευτές ιόντων νατρίου.
Οι θερμικοί συσσωρευτές εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου, όταν ο Γερμανός επιστήμονας Georg Otto Erb ανέπτυξε τα πρώτα λειτουργικά στοιχεία χρησιμοποιώντας ένα μείγμα αλατιού ως ηλεκτρολύτη. Ο Erb ανέπτυξε συσσωρευτές για στρατιωτικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της ιπτάμενης βόμβας V-1, του πυραύλου V-2 καθώς και για τα συστήματα βλημάτων πυροβολικού, αλλά παρόλα αυτά οι συσσωρευτές αυτοί δεν χρησιμοποιήθηκαν ποτέ στο πεδίο της μάχης κατά τη διάρκεια του πολέμου. Στη συνέχεια, αφού ο Erb συνελήφθη και ανακρίθηκε από τις βρετανικές μυστικές υπηρεσίες, το έργο του αναφέρθηκε στο δοκίμιο «Θεωρία και Εφαρμογή Θερμικών Κυττάρων και η τεχνολογία αυτή αξιοποιήθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1946 σε οπλικά συστήματα βλημάτων και αργότερα σε πυρηνικά όπλα. Η ίδια τεχνολογία μελετήθηκε από την Argonne National Laboratories καθώς και άλλους ερευνητές στη δεκαετία του ’80 για χρήση στα ηλεκτρικά οχήματα.
Εικόνα 1: Συσσωρευτής ZEBRA.
Συσσωρευτές Na/NiCl2
Οι συσσωρευτές Νατρίου-Χλωριούχου Νικελίου (Na-NiCl2) αναπτύχθηκαν το 1985 από τη ZEBRA (Zeolite Battery Research Africa Project και αργότερα Zero Emissions Batteries Research Activity) με επικεφαλής τον Δρ. Johan Coetzer του Συμβουλίου Επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας (CSIR) στην Πρετόρια της Νότιας Αφρικής ως εφαρμογή χαμηλότερων θερμοκρασιακών απαιτήσεων λειτουργίας της τεχνολογίας θερμικών συσσωρευτών. Σήμερα οι συσσωρευτές ZEBRA κατασκευάζονται από τον ελβετικό οίκο FZSoNick.
Εικόνα 2: Συσσωρευτής FZSoNick με στοιχεία Na/NiCl2 υπό θερμική μόνωση.
Αρχή λειτουργίας & δομή
Ένα στοιχείο Na/NiCl2 παρουσιάζει, σε φορτισμένη κατάσταση, μία θετική κάθοδο Na/NiCl2 και ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο Na ως άνοδο. Η άνοδος και η κάθοδος χωρίζονται από ένα κεραμικό ηλεκτρολύτη Na- β”-aluminate που λειτουργεί ως ηλεκτρικός απομονωτής αλλά άγει εξαιρετικά τα ιόντα Na σε θερμοκρασίες υψηλότερες από 270 °C. Οι υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας έχουν το πλεονέκτημα ότι οι μονάδες συσσωρευτών Na/NiCl2 λειτουργούν αξιόπιστα σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος κάτω από 0°C και άνω των 70 °C με ελάχιστες θερμικές απώλειες, υπό επαρκή θερμική μόνωση.
Οι ενεργειακές απώλειες των συστημάτων θέρμανσης ενός συστήματος 15kWh είναι κάτω από 10W, εφόσον ο συσσωρευτής φορτίζεται και εκφορτίζεται μόνιμα σε ονομαστικές τιμές και επειδή οι ωμικές απώλειες και το ρεύμα κυκλοφορίας οδηγούν σε θέρμανση του στοιχείου, σε κατάσταση συντηρητικής φόρτισης απαιτούνται 130W για την επίτευξη σταθερής θερμοκρασίας λειτουργίας. Κατά την πρώτη φόρτιση, το NaCl της καθόδου οξειδώνεται και τα ιόντα Na μεταφέρονται μέσω του τετηγμένου ηλεκτρολύτη του δευτερεύοντος από την αντίστοιχη ζώνη αντίδρασης της καθόδου προς το διαχωριστή. Το μέταλλο (Ni) της καθόδου χρησιμεύει ως αγωγός ηλεκτρονίων και για την παραγωγή NiCl2 (ως E0 ορίζεται το δυναμικό):
Ni + 2NaCl → NiCl2 + 2Na, E0 = 2.58 V
Λόγω της μεγάλης διαφοράς δυναμικού μεταξύ Na και Ni σε συνδυασμό με την υψηλή χωρητικότητα αποθήκευσης/ενεργειακής περιεκτικότητας του αλατιού (NaCl), μπορούν, σε θεωρητικό επίπεδο, να επιτευχθούν ενεργειακές πυκνότητες της τάξεως των 788 Wh/kg αλλά λόγω της σύστασης των στοιχείων (πρόσθετα, πλεόνασμα Ni), του βιομηχανικού περιβλήματος κ.λπ. η τιμή αυτή μειώνεται στα 140 Wh/kg σε επίπεδο στοιχείου και 108,3 Wh/kg σε επίπεδο συσσωρευτή.
Εάν προστεθεί επιπλέον Fe στην κάθοδο, η απόδοση του στοιχείου αυξάνεται και σχηματίζεται ένα πρόσθετο δυναμικό ισορροπίας:
Fe + 2NaCl → FeCl2 + 2Na, E0 = 2.35 V
Η φόρτιση του στοιχείου έχει ως αποτέλεσμα, αρχικά, την παραγωγή FeCl2 λόγω των μεταλλικών ιδιοτήτων της βάσης και με την εξέλιξη της διαδικασίας φόρτισης το πρόσθετο δυναμικό ισορροπίας του στοιχείου αυξάνεται. Όταν αρχίζει η εκφόρτιση, αρχικά το NiCl2 και στη συνέχεια το FeCl2 αποσυντίθενται. Επίσης σε περιπτώσεις όπου το ρεύμα εκφόρτισης είναι πολύ υψηλό και υπάρξει βύθιση τάσης κάτω από 2.35V, άμεση συνέπεια είναι η αποσύνθεση του FeCl2. Η μεταφορά ιόντων Na πραγματοποιείται μέσω του στέρεου ηλεκτρολύτη και από εκεί η αντίδραση ακολουθεί την κάθοδο μέχρι τον συλλέκτη ηλεκτροδίων. Όταν το στοιχείο είναι πλήρως φορτωμένο, το NiCl2 καθώς και το FeCl2 μειώνονται κατά την αποφόρτιση υψηλού φορτίου καθώς οι δύο αντιδράσεις συμβαίνουν παράλληλα και η αντίσταση του στοιχείου ελαχιστοποιείται. Με την παρατεταμένη αποφόρτιση η αντίσταση της καθόδου αυξάνεται συνεχώς.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της υλοποίησης ενός στοιχείου Na/NiCl2 είναι η μείωση των απαιτήσεων ασφαλείας κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης σε σύγκριση με τα στοιχεία που γεμίζουν με Li εκ του γεγονότος ότι δεν απαιτείται η χρήση υγρού Na καθώς αυτό παράγεται κατά την πρώτη φόρτιση του στοιχείου. Κατά τη λειτουργία του, το στοιχείο Na/NiCl2 έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με άλλους τύπους θερμικών συσσωρευτών καθώς σε περίπτωση θραύσης του διαχωριστή, το υγρό τετηγμένο NaAlCl4 της καθόδου αντιδρά με το νάτριο της ανόδου και προκύπτει σχηματισμός NaCl και Al.
Με το σχηματισμό Al στο σπασμένο διαχωριστή δημιουργείται ένας αγώγιμος δρόμος που βραχυκυκλώνει την περιοχή ανόδου και καθόδου με αποτέλεσμα, καθώς το κατεστραμμένο στοιχείο κύτταρο παρουσιάζει χαμηλή εμπέδηση, η εσωτερική πίεση να είναι τόσο χαμηλή που αποκλείει την πλήρη βλάβη του συσσωρευτή. Στην πραγματικότητα, στον συσσωρευτή η χωρητικότητα μειώνεται σε περίπτωση ύπαρξης παράλληλου κυκλώματος ή τάσης σε περίπτωση σειριακής σύνδεσης, αλλά η αύξηση της αντίστασης σε περίπτωση κατάρρευσης του στοιχείου είναι χαμηλή. Τα στοιχεία Na/NiCl2 (ML/4B) που δοκιμάστηκαν από την MES-DEA από το 1997 έως το 2002 θα μπορούσαν να κάνουν πλήρη κύκλο φόρτισης πάνω από 3.500 φορές (σε επίπεδο αποφόρτισης 80% DOD) όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.
Σχήμα 1: Δοκιμές κύκλου ζωής ML/4B modules.
Ο εξέχων κεραμικός διαχωριστής
Διάφορα φαινόμενα αστοχίας και αποδόμησης μπορούν να προκύψουν κατά την κατάρρευση ενός ηλεκτρολύτη (σχηματισμός κλώνων, χρωματισμός β-Al, εσωτερικός σχηματισμός Na, διάσπαση τάσης, μηχανικές και θερμικές αστοχίες). Για να διασφαλιστούν χρόνοι λειτουργίας άνω των 10 ετών, το Na- β”-aluminate θα πρέπει να έχει υψηλή πυκνότητα για τη μείωση του φαινομένου σχηματισμού κλώνων όσον αφορά τη μικροδομή και την αντοχή του κεραμικού. Η περιεκτικότητα της ß”-φάσης σε συνδυασμό με τη μικροδομή (μέγεθος και προσανατολισμός κόκκων) έχουν ισχυρή επίδραση στην αγωγιμότητα των ιόντων Na. Η χαμηλή πυκνότητα του κεραμικού σε συνδυασμό με τη διαφοροποίηση μεταξύ του πάχους των τοιχωμάτων προκαλεί αύξηση του σχηματισμό υψηλών ρευμάτων κυκλοφορίας με άμεση συνέπεια τη δημιουργία των λεγόμενων «Καυτών Σημείων» που μπορούν να προκαλέσουν πλήγμα στο διαχωριστή. Εάν ορισμένα σημεία του διαχωριστή παρουσιάζουν τοπικές διαφορές στην αγωγιμότητα των ιόντων Na τότε προκύπτουν μηχανικής φύσεως καταπονήσεις και σχηματίζονται ρωγμές με άμεση συνέπεια τη θραύση του διαχωριστή. Η σταθερότητα του διαχωριστή ορίζεται από το κατώτατο όριο δυνατού πάχους του ορίου τοιχώματος, καθώς σε περίπτωση λανθασμένης ή πολύ μικρής διαστασιολόγησης προκύπτει μηχανικό πρόβλημα στην περιοχή σφράγισης.
Τα ισοστατικά (ομοαξονικά) πρεσαριστά έδρανα κατασκευασμένα από Na- β”-aluminate επέτρεψαν σταθερότητα έως 200 MPa, σχετική πυκνότητα έως 98,5% και περιεκτικότητα ß”-φάσης έως 98%, ενώ η ιοντική αγωγιμότητα στους 300 °C ήταν ≥ 0,2 S/cm.
Εικόνα 3: Δομή στοιχείου Na/NiCl2.
Εικόνα 4: Διάφορες διατάξεις κεραμικών ηλεκτρολυτών Na– β”-aluminate.
Σύνθεση πούδρας Na– β”-aluminate
Ο Βοημίτης (Al2O3 ή AlO(OH)/γ-AlOOH) είναι η προτιμώμενη πρώτη ύλη για τη σύνθεση της πούδρας Na- β”-aluminate. Ένας τρόπος παραγωγής του ηλεκτρολύτη Na-ß-aluminate είναι με τη μέθοδο της διαπύρωσης σε θερμοκρασίες μέχρι 1300°C, όπου επιτυγχάνεται η ß”-φάση, βασικός παράγοντας της ιοντικής αγωγιμότητας. Να σημειωθεί πως όσο μικρότερα είναι τα πρωτογενή σωματίδια, τόσο πιο έντονη είναι η πυροσυσσωμάτωση. Μετά το βήμα διαμόρφωσης, το πράσινο σώμα συμπυκνώνεται στους 1600°C με αποτέλεσμα το σχηματισμό της μικροδομής και του ορίου κόκκου του πολυκρυσταλλικού Na-ß-aluminate.
Εικόνα 5: Απεικόνιση σωματιδίων της πούδρας Na-ß-aluminate έπειτα από διαπύρωση.
Ιοντική αγωγιμότητα
Για τη μέτρηση της ιοντικής αγωγιμότητας της Na-ß-aluminate γίνεται χρήση μίας διάταξης (εικόνα 6). Τα αργιλικά μέρη πληρώνονται με Al2O3 και αγώγιμο άλας και μέσω των δύο οδηγών, συνδυαστικά με τα γραμμικά ρουλεμάν, ασκείται σταθερή πίεση επί του στοιχείου με παράλληλη μέτρηση της θερμοκρασιακής εξάρτησης της αγωγιμότητας.
Εικόνα 6: Διάταξη Μέτρησης Ιοντικής Αγωγιμότητα.
Η υψηλότερη ιοντική αγωγιμότητα μεγέθους 1 S/cm επιτυγχάνεται με ενιαίες κρυσταλλικές Na-ß-aluminates, διαδικασία αρκετά κοστοβόρα. Σύμφωνα με την Αμερικανική Κεραμική Εταιρεία απαντώνται ιοντικές αγωγιμότητες/αντιστάσεις της τάξεως του 2.81 Ωcm στους 300°C (0.356 S/cm) για πολυκρυσταλλική Na-ß-aluminate με τραχιά δομή κόκκου έως 100 µm και 0.208 S/cm για πολυκρυσταλλική Na-ß-aluminate με ραφιναρισμένη δομή. Όσο περισσότερο ραφιναρισμένη είναι η δομή των κόκκων τόσο μεγαλύτερο είναι το όριο κόκκου με αποτέλεσμα την αύξηση της αντίστασης. Ωστόσο, η αύξηση του μεγέθους των κόκκων από < 5 µm σε > 200 µm μειώνει εκθετικά την αντοχή του κεραμικού. Μετρήσεις σε εξέχουσες σωληνωτές διατάξεις Na-ß-aluminate με πυκνότητα 95 % δείχνουν τιμές αγωγιμότητας της τάξεως του 0.18 S/cm στους 300°C. Αυτή η ιοντική αγωγιμότητα είναι χαμηλότερη από την αγωγιμότητα των ισοστατικών πρεσαριστών εδράνων Na-ß-aluminate (σχήμα 2).
Σχήμα 2: Αγωγιμότητα ιόντων νατρίου (σ) έναντι Θερμοκρασίας (T) διαφόρων ισοστατικών πρεσαριστών IKTS Na-β-aluminate εδράνων συγκριτικά με συμβατικές δομές.
Χρόνος ζωής, αποθήκευση & ασφάλεια
Έχουν καταγραφεί χρόνοι ζωής άνω των 2.000 κύκλων φόρτισης και των 20 ετών για πλήρεις διατάξεις συσσωρευτών Na/NiCl2 και άνω των 4.500 κύκλων φόρτισης και των 15 ετών για διατάξεις μονάδων 10 και 20 στοιχείων. Για λόγους σύγκρισης, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου LiFePO4 αποθηκεύουν 90-110 Wh/kg και οι πιο κοινές μπαταρίες ιόντων λιθίου LiCoO2 αποθηκεύουν 150-200 Wh/kg. Τέλος, ένας συσσωρευτής νανο-τιτανικού λιθίου αποθηκεύει 72 Wh/kg και μπορεί να παρέχει ισχύ μεγέθους 760 W /kg.
Οι συσσωρευτές Na/NiCl2 συνήθως αποθηκεύονται σε τετηγμένη κατάσταση και έτοιμοι για χρήση, καθώς εάν μεταβούν σε στέρεα κατάσταση χρειάζονται συνήθως 12 ώρες για να ξαναζεσταθούν και να φορτιστούν. Ο χρόνος αναθέρμανσης ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία λειτουργίας της συστοιχίας και τη διαθέσιμη ισχύ του συστήματος. Μετά την αποσύνδεσή του ένας πλήρως φορτισμένος συσσωρευτής χρειάζεται 5-7 ημέρες ώστε να αποφορτιστεί επαρκώς και να στερεοποιηθεί.
Οι συσσωρευτές χλωριούχου νατρίου θεωρούνται ιδιαιτέρως ασφαλείς καθώς για να υπάρξει διαρροή πρέπει να υπάρξει διάτρηση του βιομηχανικού τους περιβλήματος αλλά ακόμα και σε αυτή τη σχεδόν απίθανη περίπτωση δεν υπάρχει κανένας κίνδυνος πρόκλησης πυρκαγιάς ή έκρηξης. Γι’ αυτό το λόγο και σε συνδυασμό με τη δυνατότητα εγκατάστασης των συσσωρευτών σε εξωτερικούς χώρους χωρίς απαίτηση συστήματος ψύξης, οι συσσωρευτές Na/NiCl2 θεωρούνται κατάλληλοι για εφαρμογές βιομηχανικών και συμβατικών εγκαταστάσεων αποθήκευσης ενέργειας.
Εφαρμογές
Η υψηλή απόδοση, η μεγάλη διάρκεια ζωής και η ελάχιστες απαιτήσεις συντήρηση των συσσωρευτών νατρίου οδήγησαν σε σημαντική ανάπτυξη αυτών των συστημάτων παγκοσμίως. Σε γενικές γραμμές, οι συσσωρευτές αυτοί είναι κατάλληλοι για βιώσιμες εφαρμογές που απαιτούν γρήγορους χρόνους απόκρισης και αποθήκευση ενέργειας για μεγάλο χρονικό διάστημα όπως:
- Βιομηχανικές & συμβατικές εγκαταστάσεις: Μεγιστοποίηση της αυτοκατανάλωσης των συστημάτων φωτοβολταϊκής ενέργειας, υποστήριξη Συστημάτων Αδιάλειπτης Παροχής Ενέργειας (UPS), μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης & του ενεργειακού κόστους.
- Πετροβιομηχανία: On site & off site εφαρμογές, υποστήριξη των συστημάτων ελέγχου & ασφάλειας.
- Δίκτυα διανομής: Εξομάλυνση τάσης, μείωση κόστους λειτουργίας, υποστήριξη διαχείρισης έξυπνων δικτύων, μακροβιότητα.
- Συστημάτων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας: Βελτιστοποίηση απόδοσης.
- Δίκτυα μεταφοράς: Μείωση κόστους λειτουργίας, εξομάλυνση συχνότητας δικτύου
- Ηλεκτροκίνηση: Ηλεκτρικά & υβριδικά οχήματα.
- Τηλεπικοινωνίες: Χρήση σε δυσμενή περιβάλλοντα εκτός σχεδίου, υποστήριξη εφαρμογών εκτός δικτύου διανομής.
- Σιδηρόδρομοι: Ως εφεδρικές τροφοδοσίες τρένων, τροφοδοσία σηματοδότησης σε απομακρυσμένες και δύσβατες περιοχές.
- Γενικές εφαρμογές εκτός δικτύου τροφοδοσίας.
Αν και οι συσσωρευτές Na-NiCl2 αναπτύσσονται επί του παρόντος ως τεχνολογία δικτυακής κλίμακας, οι προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης συμβάλουν σταδιακά στη μείωση του κόστους παραγωγής. Το Εθνικό Εργαστήριο Pacific Northwest (PNNL) διαθέτει ένα συνεργατικό ερευνητικό πρόγραμμα με εταίρους το Ινστιτούτο Αξιολόγησης και Σχεδιασμού Ενεργειακής Τεχνολογίας της Κορέας (KETEP) και το Ερευνητικό Ινστιτούτο Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (RIST) όπου αναπτύσσονται συσσωρευτές ZEBRA που λειτουργούν κάτω από τους 200°C και μειώνουν ή εξαλείφουν τη χρήση του δαπανηρού νικελίου στην κάθοδο, αντικαθιστώντας το με σίδηρο. Ερευνητές στα Εθνικά Εργαστήρια Sandia αναπτύσσουν ενεργά εναλλακτικούς συσσωρευτές χαμηλής έως μέσης θερμοκρασίας που χρησιμοποιούν άνοδο τετηγμένου νατρίου και κάθοδο τετηγμένου νατρίου με βάση το NaI. Η ηλεκτροχημεία αυτών των συσσωρευτών βασίζεται στην οξείδωση ή τη μείωση του ιωδίου στην κάθοδο:
2Na+I3– ↔ 2Na++3I– Ecell ~ 3.24 V at 120 – 180 °C
Αυτή η προσέγγιση οδηγεί σε αυξημένη τάση ανά στοιχείο, επιτρέποντας δυνητικά αυξημένη ενεργειακή πυκνότητα και λειτουργία σε θερμοκρασίες κοντά στην τήξη του νατρίου (97,8 °C). Και οι δύο αυτές έρευνες χρησιμοποιούν δομές σχεδιασμένες για την ασφάλεια και αποσκοπούν στη μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας, γεγονός που θα ελαχιστοποιούσε ή θα εξαφάνιζε την ανάγκη για χρήση μηχανικών εξαρτημάτων συσσωρευτών υψηλής ανοχής θερμοκρασίας, το κόστος των μηχανισμών διατήρησης της θερμοκρασίας λειτουργίας και τη μακροπρόθεσμη υποβάθμιση της απόδοσης του συσσωρευτή.
Το μέλλον
Με το πέρας των ετών και την ανάπτυξη της τεχνολογίας οι ενεργειακές απαιτήσεις αυξάνονται κατά κόρον με αποτέλεσμα να αναζητούνται λύσεις φιλικότερες στο περιβάλλον, καθώς το “κυνήγι” της ενέργειας ανά τα χρόνια έχει επιφέρει σοβαρές και πολλές φορές ανεπανόρθωτες επιπτώσεις στον πλανήτη μας. Οι συσσωρευτές αποτελούν σίγουρα το βασικότερο αναλώσιμο της σύγχρονης αγοράς ενέργειας και η τεχνολογία Na-NiCl2 λόγω του μηδενικού περιβαλλοντικού αποτυπώματός της (πλήρως ανακυκλώσιμα στοιχεία με αξιοποίησή τους στην οδοποιία και τη βιομηχανία χάλυβα) είναι από τις λύσεις που ενώ έχει τις βάσεις της στο μακρινό παρελθόν μπορεί να συνεισφέρει σημαντικά στην προσπάθεια για στροφή στην πράσινη ενέργεια και σε ένα καλύτερο μέλλον.
Βιβλιογραφία
“Ceramic Battery Components & Cell Design” R. Weidl, M. Schulz, M. Hofacker, H. Dohndorf, M. Stelter
“Multiphysics Modeling of Sodium Nickel Chloride Cells”, Remy Christin
“Sodium-Based Battery Technologies”, Erik D. Spoerke, Martha M. Gross, Leo J. Small, Stephen J. Percival
“Na/NiCl2 Oil,Gas, T&D,Rail Battery Applications”, FZSoNick Corporation
“The Salt Battery”, FZSoNick Corporation
“Sodium Metal Chloride Battery Safety in Standby Applications”, Andrew K. Miraldi
“Solid electrolytes and solid-state batteries”, AIP Conference Proceedings 1765, 020008
“Separators – Technology Review”, AIP Conference Proceedings 1597, 155
“Journal of the American Ceramic Society”, A. V. Virkar, G. R. Miller, R. S. Gordon
“Solid State Ionics”, D. B. Bates, H. Engstrom, J. C. Wang, B. C. Larson, N. J. Dudney, W. E. Brundage
“The Sodium Sulfur Battery”, J. L. Sudworth and A. R. Tilley
“Measuring Ionic Conductivity in Mixed Electron-ionic Conductors Based on the Ion-blocking Method”, LIU Yong-Ying, QIU Peng-Fei, CHEN Hong-Yi, CHEN Rui, SHI Xun, CHEN Li-Dong
“Advanced intermediate temperature sodium–nickel chloride batteries with ultra-high energy density”, Li, G., Lu, X., Kim, J. Y., Meinhardt, K. D., Chang, H. J., Canfield, N. L., Sprenkle, V. L.,
“Energy Storage Technology and Cost Characterization Report”, Mongird, K., Viswanathan, V., Balducci, P., Alam, J., Fotedar, V., Koritarov, V., Hadjerioua, B.
“Prussian Blue Analogs as Battery Materials”, Hurlbutt, K., Wheeler, S., Capone, I., Pasta, M.
“Next generation molten NaI batteries for grid scale energy storage”, Small, L. J., Eccleston, A., Lamb, J., Read, A. C., Robins, M., Meaders, T., Ingersoll, D., Clem, P. G., Bhavaraju, S., Spoerke, E. D.
“Materials Advances for Molten Sodium Batteries”, Spoerke, E. D., Percival, S. J., Small, L. J., Peretti, A., Lamb, J.
*Ο κ. Νικόλαος Στήθος είναι ηλεκτρολόγος μηχανικός (BSc, ΕΚΠΑ) και τεχνικός διευθυντής στην PowerSales, με εξειδίκευση στα ηλεκτρονικά ισχύος και με εμπειρία άνω των 10 ετών στους τομείς των συστημάτων αδιάλειπτης ενέργειας και φωτισμού.
