پیل سوختی سدیم-هوا با چگالی ۱۵۰۰ واتساعت بر کیلوگرم آینده هوانوردی برقی, محققان موسسه فناوری ماساچوست پیل سوختی نوینی را توسعه دادهاند که با چگالی انرژی ۱۵۰۰ واتساعت بر کیلوگرم در سطح سلول، رکورد جدیدی در ذخیرهسازی انرژی برقرار کرده است.
این رقم بیش از سه برابر بهترین باتریهای لیتیوم-یونی موجود در بازار است و در مقیاس سیستم کامل نیز بیش از ۱۰۰۰ واتساعت بر کیلوگرم قابل دستیابی میباشد.\مکانیزم عملکرد واکنش سدیم و اکسیژناین تکنولوژی بر پایه واکنش الکتروشیمیایی بین فلز سدیم مایع و اکسیژن موجود در هوا استوار است. برخلاف باتریهای سنتی که نیاز به چرخه شارژ طولانی دارند، در این سیستم سوخت (سدیم) و اکسیدکننده (هوا) به صورت پیوسته از سلول عبور میکنند.
نی کارت سوختی خالی با پر شده است.\چرا سدیم؟ اقتصادیت و لوجستیک بینظیرانتخاب سدیم به عنوان سوخت، مزایای استراتژیک دارد.
این عنصر از نمک طعام (سدیم کلرید) به دست میآید، در سراسر جهان فراوان، ارزان و راحت قابل استخراج است. سابقه تاریخی نیز وجود دارد؛ ایالات متحده در دهههای گذشته سالانه ۲۰۰ هزار تن سدیم فلزی برای صنایع تولید میکرد. زنجیره تامین موجود، مقیاسپذیری تجاری را به شدت تسهیل میکند.\ویژگی منفی کربن بودنیک جنبه محیطزیستی منحصر به فرد، واکنش محصولات تخلیه است.
کاهش دهد.
این فرایند کاملاً خودبهخودی و بدون هزینه اضافه رخ میدهد و پیل سوختی را به یک سیستم منفی کربن تبدیل میکند.\نقش حیاتی کنترل رطوبتآزمایشها نشان دادهاند که کنترل دقیق رطوبت هوای ورودی، کلید عملکرد پایدار و طول عمر سلول است. در حضور رطوبت مناسب، محصولات تخلیه به شکل مایع در میآیند و دفع آنها توسط جریان هوا آسان میشود. در شرایط خشک، این محصولات جامد شده و مسیرهای واکنش را مسدود میکنند.
این بینش از ترکیب علوم پیلهای سوختی، باتریهای دمای بالا و باتریهای سدیم-هوا حاصل شده است.\ایمنی ذاتی در برابر بیاختیاری حرارتیامنیت یکی از برتریهای اصلی این معماری است. در پیل سوختی، یک طرف واکنش فقط هوا (ریل و پراکنده) است؛ بنابراین دو واکنشدهنده متراکم در تماس مستقیم قرار ندارند.
این ویژگی، ریسک بیاختیار خارج شدن از کنترل واکنش را به شدت کاهش میدهد، حتی در چگالی انرژی بسیار بالا که در باتریهای لیتیوم-یونی چالشساز است.\مسیر تجاریسازی و کاربردهاتیم پژوهشگر برای تجاریسازی این تکنولوژی، یک استارتاپ را در شتابدهنده تأسیس کردهاند. هدف نزدیک، ساخت سلول مقیاس آجری با حدود ۱۰۰۰ واتساعت انرژی برای پهپادهای بزرگ کشاورزی تا یک سال آینده است.
مقیاسپذیری آسان به دلیل سادگی طراحی (لولههای شیشهای/سرامیکی) و در دسترس بودن مواد، شانس موفقیت را بالا میبرد.\فراتر از هوانوردیچگالی انرژی بالا، هزینه پایین و شارژ مجدد فوری، این تکنولوژی را برای کاربردهای گستردهای جذاب میسازد. کشتیهای برقی، قطارهای سنگین بار و معدنرویان دور از شبکه از جمله بازارهای هدف هستند. انتشار نتایج در نشریات معتبر، اعتبار علمی این کار را تثبیت کرده است.
