Nya natrium-svavelbatterier från Spanien

Spanska forskare har nyligen gjort ett betydande genombrott med en natrium-svavelbatteri som kan fungera vid rumstemperatur, istället för de tidigare nödvändiga 300 graderna. Detta innovativa batteri har en klar fördel eftersom det är tillverkat av lättillgängliga material och lovar en längre livslängd jämfört med traditionella litiumjonbatterier (LIB).

Som beskrivs i den vetenskapliga publikationens innehåll, utgörs kärnkomponenterna i litium-svavelbatterier (LSB) av en katod som består av en svavelkomposit och ett svavelstödmateriel som lagrar de mobila redoxcentren. Anoden är gjord av litiummetall och en organisk elektrolyt. Trots att LSB erbjuder flera fördelar över LIB har de också sina nackdelar.

Ett problem i LSB-batterier har varit den storleksskillnad som finns mellan natrium- och litiumatomer. Eftersom natrium är större, har det tidigare varit svårare för natrium att röra sig både vid laddning och urladdning av batteriet. Forskarna löste detta genom att lägga till en metallorganisk struktur (MOF) baserad på järn i katoden, vilket bidrog till att öka batteriets effektivitet.

Enligt den ledande forskaren, Álvaro Caballero, är det imponerande att batteriet i labbtester kan genomgå mer än 2000 cykler av laddning och urladdning—en prestation som är sällsynt för denna typ av batterier. Han påpekar att det genomsnittliga litiumbatteriet i mobiltelefoner eller bilar laddas varje tredje dag, vilket skulle sammanlagt ge mer än 120 laddningar per år. Forskningsteamet är optimistiska och tror att deras batteri kan klara av att fungera i över 15 år.

Trots denna framgång finns det fortfarande mycket arbete kvar. Forskningen syftar också till att korta ner laddtiden från en timme till bara tio minuter i framtiden.

Arbetet utfördes av avdelningen för oorganisk kemi vid universitetet i Córdoba och är en del av doktorandprojektet för Álvaro Bonilla. Denna studierapport publicerades i Journal of Power Sources på Science Direct och genomfördes i samarbete med den nationella universitetet San Luis i Argentina. Forskningen är del av projektet 'Transition from Lithium to Sodium in Sulphur Batteries: Towards a Technology based on Abundant, economic and Sustainable Elements', vilket finansieras av det spanska ministeriet för vetenskap och innovation.