Northvolt pionierskie bezkobaltowe ogniwa akumulatorowe: przełom w dziedzinie niedrogich, bardziej ekologicznych pojazdów elektrycznych

Northvolt, szwedzka potęga w dziedzinie innowacji w zakresie akumulatorów, zaprezentowała przełomowy krok w kierunku czystszych pojazdów elektrycznych (EV). Jako pionierzy akumulatorów sodowo-jonowych rewolucjonizują krajobraz magazynowania energii odnawialnej, obiecując bardziej ekologiczną i bardziej opłacalną przyszłość dla przemysłu motoryzacyjnego.

Postęp w technologii akumulatorów sodowo-jonowych

Przezwyciężanie zależności materiałowej

Tradycyjne akumulatory pojazdów elektrycznych w dużym stopniu opierają się na materiałach takich jak kobalt, nikiel i mangan, co budzi obawy dotyczące zrównoważonego rozwoju i wpływu na środowisko. Przełom firmy Northvolt polega na konstrukcji akumulatora sodowo-jonowego, który znacznie zmniejsza zależność od tych ograniczonych zasobów. Wykorzystując obfite pierwiastki, takie jak żelazo i sód, stworzyli zrównoważoną alternatywę, która nie tylko obniża koszty produkcji, ale także zapewnia bezpieczniejszy proces produkcyjny.

Kamień milowy w zakresie gęstości energii

Choć ich gęstość prądu wynosząca 160 watogodzin na kilogram jest nieco lepsza od ogniw z fosforanem litowo-żelazowym, to jednak odbiega od wydajności akumulatorów litowo-jonowych, takich jak ogniwo Tesli 4680, które może pochwalić się wydajnością do 296 watogodzin na kilogram. Niemniej jednak innowacja Northvolt oznacza znaczący postęp w zakresie gęstości energii, obiecując realną opcję wydajnego magazynowania energii odnawialnej.

Odsłonięcie perspektyw na przyszłość

Zrównoważona i dostępna elektryfikacja

Peter Carlsson, dyrektor generalny Northvolt, podkreśla szerszy wpływ ich technologicznego wyczynu. Carlsson podkreśla znaczenie technologii jonów sodu w osiąganiu globalnych celów w zakresie zrównoważonego rozwoju, podkreślając jej potencjał w zakresie ułatwiania opłacalnej elektryfikacji na całym świecie. Wyobraża sobie przyszłość, w której akumulatory sodowo-jonowe odgrywają kluczową rolę w zwiększaniu dostępności i zrównoważenia elektryfikacji.

Przełom bieli pruskiej

Współpraca Northvolt z Altris doprowadziła do wykorzystania bieli pruskiej, kluczowego materiału, który stanowi podstawę w rozwoju akumulatorów sodowo-jonowych. To przełomowe rozwiązanie zapewnia opłacalny proces produkcyjny i zapewnia odporność akumulatora w wysokich temperaturach, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla regionów o cieplejszym klimacie.

Źródło: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsaem.1c00987

Drogi do przyszłych innowacji

Perspektywy zastosowań motoryzacyjnych

Przyznając, że obecne ogniwa sodowo-jonowe nie są jeszcze zoptymalizowane do zastosowań motoryzacyjnych, Northvolt pozostaje oddany innowacjom. Aktywnie pracują nad ogniwem o większej gęstości, dostosowanym specjalnie do zastosowań motoryzacyjnych. To strategiczne skupienie podkreśla ich zaangażowanie w ciągłe przesuwanie granic technologii akumulatorów.

Umożliwienie wytwarzania energii odnawialnej

Carlsson podkreśla, że opracowana przez nich technologia jonów sodu nie tylko przewyższa pod względem wydajności istniejące rozwiązania chemiczne akumulatorów, ale także odblokowuje potencjał długoterminowego magazynowania energii przy obniżonych kosztach. Ten przełom otwiera nowe możliwości wykorzystania wytwarzania energii odnawialnej, znacząco przyczyniając się do globalnych dążeń do elektryfikacji.

Postępy Northvolt w technologii akumulatorów sodowo-jonowych stanowią niezwykły krok w kierunku bardziej zrównoważonej i dostępnej przyszłości. W miarę ciągłego udoskonalania swoich innowacji perspektywa niedrogich, czystszych pojazdów elektrycznych zasilanych energią odnawialną zbliża się, rozpoczynając nową erę transportu i magazynowania energii.

Co to jest biel pruska i jakie ma właściwości

Postęp w bateriach sodowo-jonowych: biel pruska

Pojawienie się akumulatorów sodowo-jonowych jako opłacalnej alternatywy dla fosforanu litowo-żelazowego (LFP) wzbudziło duże zainteresowanie, szczególnie w związku z sugestią chińskiego CATL o rychłym pojawieniu się akumulatorów sodowo-jonowych. W ramach godnego uwagi rozwoju, na który zwrócono uwagę badaczy z Narodowego Uniwersytetu w Singapurze, biel pruska stała się kluczowym elementem w poszukiwaniu niedrogich, a jednocześnie pojemnych akumulatorów sodowo-jonowych.

Kluczowa rola bieli pruskiej

Pruska biel odgrywa kluczową rolę w umożliwieniu powszechnego stosowania tanich akumulatorów sodowo-jonowych. Stosując łagodną metodę syntezy w niskiej temperaturze z wykorzystaniem borowodorku sodu jako środka redukującego, badacze osiągnęli obiecujące wyniki. Materiał wykazywał pojemność właściwą 169 mAh/g +/-4 w półogniwie, co stanowiło prawie 99% jego wartości teoretycznej.

Czytaj także:

Najnowocześniejsze ogniwa akumulatorowe BMW 6tej generacji przyćmiewają ogniwa Tesli

Synteza i zalety bieli pruskiej

Proces syntezy polega na rozpuszczeniu żelazocyjanku sodu w kwaśnym roztworze i podgrzaniu go do temperatury 80°C w wyniku czego powstaje błękit pruski. Dalszy dodatek środka redukującego powoduje przemianę w biel pruską. Transformacja ta ujawnia znaczny wzrost pojemności wynoszący około 12% w porównaniu z błękitem pruskim, co wskazuje na jego potencjał w zakresie zwiększonej wydajności baterii.

Zalety strukturalne i stabilność

Godne uwagi jest wyraźne tworzenie się małych pustek w bieli pruskiej podczas suszenia próżniowego w temperaturze 200°C. Pustki te potencjalnie ułatwiają głębszą perkolację jonów sodu, zwiększając pojemność materiału. Co więcej, techniki analityczne wykazały, że biel pruska charakteryzuje się wyższą stabilnością, wytrzymując temperatury do 450°C w porównaniu z błękitem pruskim, wynoszącym 275°C, co oznacza lepszą wydajność akumulatorów.

Wydajność elektrochemiczna i przyszłe implikacje

W testach elektrochemicznych półogniwa pruskiego białego wykazały maksymalną pojemność właściwą i imponujące profile ładowania/rozładowania. Dalsze testy wykazały lepszą wydajność w porównaniu do swoich odpowiedników. Ten postęp sprawia, że biel pruska stanowi potencjalny punkt odniesienia przy projektowaniu przyszłych tanich akumulatorów sodowo-jonowych, wpisując się w trajektorię branży odchodzącą od tradycyjnych materiałów, takich jak nikiel, mangan i kobalt.

Wnioski

Badania podkreślają, że synteza bieli pruskiej jest przełomem, potwierdzając jej większą pojemność i stabilność temperaturową jako aktywnego materiału zawierającego jony sodu. Dzięki specyficznej pojemności zbliżonej do LFP, Prusaki White zwiastują obiecującą erę niedrogich, wysokowydajnych ogniw akumulatorowych. W miarę przesuwania się punktu ciężkości z gęstości energii na praktyczną wydajność, firma Prusan White staje na czele, kształtując przyszły krajobraz technologii akumulatorów.