22 años de personalización de baterías
May 23, 2023 Pageview：348
El mundo está buscando avances en la tecnología de baterías, ya que el objetivo universal es lograr emisiones netas cero para 2050. Se prevé que el uso óptimo de los recursos naturales, el bajo costo y la alta capacidad desempeñen un papel de liderazgo en el avance de la misión.
Para cumplir con este objetivo, un grupo de investigadores ha desarrollado una batería de sodio-azufre con una capacidad considerablemente mayor que las celdas de iones de litio. La batería también cuesta significativamente menos para fabricar. Aquí hay algunas cosas que debe saber sobre las baterías de azufre de sodio.
¿Qué es una batería de sodio-azufre?
La batería de sodio-azufre es la batería más eficaz para almacenar grandes cantidades de energía eléctrica (6 horas a potencia nominal), y además está respaldada por un funcionamiento seguro y un diseño fiable,
Las baterías NAS o de sodio-azufre contienen sodio en el electrodo negativo y azufre en el electrodo positivo. El electrolito es una cerámica conductora de iones de sodio compuesta de beta-alúmina. Esta tecnología tiene muchas ventajas, desde alta capacidad y alta densidad de energía hasta tamaño pequeño y larga vida útil.
¿Cuáles son las desventajas de las baterías de azufre de sodio?
La principal desventaja de la batería de azufre de sodio es que necesita una fuente de calor para las condiciones de funcionamiento. Esto hace que la batería sea más o menos inmóvil e inviable para uso residencial, particularmente en comparación con las baterías recargables de iones de litio. Dado que la fuente de calor necesaria para el funcionamiento continuo utiliza parte de la propia energía almacenada en la batería, también consume parte de la eficiencia de la batería.
El azufre de sodio opera a altas temperaturas, lo que representa un riesgo para la seguridad. La batería de sodio es peligrosa cuando el sodio líquido entra en contacto con el agua.
¿Cuáles son las ventajas de las baterías de azufre de sodio?
Versatilidad
La batería NAS o de sodio y azufre se utiliza en diversas aplicaciones, como nivelación de carga, reducción de picos y disminución de emisiones. Pueden usarse en fuentes de alimentación y como la característica central de la red inteligente. También entrega energía para servicios auxiliares, controles de frecuencia de red y compensación de energía reactiva.
Compacto
Las baterías de sodio de 200 kW a 1200 kWh son compactas y fáciles de almacenar, se pueden obtener en un contenedor de transporte ISO de 20 pies. Los clientes pueden ahorrar dinero en transporte y construcción gracias a las unidades de batería completamente en contenedores.
Gran capacidad
Para suministrar energía durante seis horas o más, se podría usar un solo sistema de batería de sodio-azufre o NAS para la reducción de picos, el cambio prolongado de energía, el control de frecuencia de la red y el suministro de energía de emergencia.
Larga vida útil y durabilidad
La batería NAS tiene menos caída de capacidad y no es necesario reemplazar la batería hasta el final de su vida útil (alrededor de 15 años o 4500 ciclos). Las baterías funcionan en varios entornos, con temperaturas ambientales entre -20 y +45 grados centígrados. Además, las baterías de sodio-azufre tienen una mayor vida útil que muchos otros tipos de baterías, lo que las hace principalmente adecuadas para aplicaciones que necesitan almacenamiento a largo plazo.
Respetuoso del medio ambiente
Debido a que el sodio y el azufre son abundantes en toda la naturaleza, la disminución de la materia prima no es una preocupación. Los clientes preocupados por el impacto en la atmósfera están relajados ya que estas materias primas siempre serán abundantes.
Fácil operación y mantenimiento
Sin autodescarga ni carga uniforme esencial, el mantenimiento preventivo es insignificante ya que las piezas consumibles solo necesitan cambiarse periódicamente. También es posible programar el mantenimiento para evitar interrupciones en el pico de funcionamiento.
Bajo costo
Una ventaja de las baterías de sodio y azufre es que utilizan materiales relativamente económicos, lo que podría convertirlas en una alternativa más rentable que las baterías de iones de litio.
Profundidad de descarga
La batería de azufre de sodio puede descargarse completamente sin degradación de las celdas.
Densidad de energia
Estas baterías tienen una alta densidad de energía de 110 Wh/kg y una densidad de potencia de 150 W/kg. Los hace perfectos para muchas aplicaciones.
Las baterías de azufre de sodio ofrecen una tecnología de almacenamiento de energía a gran escala establecida con la posibilidad de instalarse en cualquier lugar. La batería de sodio-azufre es una excelente adición a la industria de almacenamiento de energía de larga duración con una amplia gama de características avanzadas, desde una gran capacidad hasta un tamaño compacto.
Aplicación de batería de azufre de sodio
Las baterías de azufre de sodio se utilizan principalmente para nivelación de carga, energía de respaldo y aplicaciones de estabilización de energía renovable. Por ejemplo, el sistema de batería de azufre de sodio o NaS podría usarse como fuente de alimentación de emergencia durante caídas de voltaje momentáneas y cortes de energía.
Las baterías NAS se pueden usar para una variedad de clientes, que incluyen:
●Plantas de energía
●Subestaciones
●Industrial
● Comercial
● Residencial
La batería NAS ofrece nivelación de carga, reducción de picos y capacidad de reducción de emisiones.
Conclusión
En general, el creciente interés en las baterías de sodio y azufre refleja una tendencia más amplia hacia la exploración de nuevas tecnologías de baterías que podrían ayudar a reducir los costos y mejorar el rendimiento en una amplia gama de aplicaciones. Por el contrario, las baterías de iones de litio son ahora la tecnología dominante a corto plazo. El desarrollo de baterías de sodio-azufre podría impulsar la invención y la competencia en el mercado de almacenamiento de energía en el futuro.
preguntas frecuentes
¿Cómo funciona una batería de sodio-azufre?
La batería de sodio-azufre es una batería de alta temperatura. Funciona a 300 °C y utiliza un electrolito sólido, lo que la hace exclusiva entre las celdas secundarias normales. Un electrodo es de sodio fundido y el otro de azufre fundido. La reacción entre estos dos es la base para el funcionamiento de la celda.
¿Cuánto dura una batería de azufre de sodio?
Se espera que las baterías de azufre de sodio duren 15 años o 4500 ciclos. Y la eficiencia es de alrededor del 85%. Las baterías de azufre de sodio tienen los tiempos de respuesta más rápidos, con una velocidad de arranque de 1 ms.
¿El sodio reemplazará al litio?
Los científicos han estudiado el sodio como posible sustituto del litio en las baterías recargables. El sodio es un candidato inteligente ya que se encuentra en toda la Tierra.
¿Las baterías de sodio son más baratas que las de litio?
Los materiales utilizados en las baterías de iones de sodio son más económicos que las baterías de litio.
¿Qué ha impedido el uso extensivo de las baterías de sodio y azufre en el pasado?
La lenta reactividad del azufre y la rápida disminución de la capacidad complican el funcionamiento de las baterías de sodio-azufre a temperatura ambiente. El producto intermedio se licuará en electrolitos, lo que provocará la pérdida de materiales activos, que son la principal causa de su rápida caída de capacidad.
¿Hay alguna restricción a esta tecnología que aún no se haya superado?
La brecha entre los logros de la industria y el laboratorio es una barrera importante, que necesita más ingenieros para trabajar en esta tecnología para comercializarla.
¿Qué empresas fabrican baterías de azufre de sodio?
Algunas empresas notables en el mercado internacional de baterías de sodio y azufre son NGK Insulators, Ltd., Moris Technology Center, BASF, LLC, Eagle Picher Technologies, LLC y Ceramatec, Inc.
¿Son caras las pilas de sodio?
En comparación con el costo de las baterías de iones de litio, las baterías de iones de sodio son significativamente más bajas. El costo de las baterías de iones de Na es de aproximadamente $40 por kWh, mientras que el costo de las baterías de iones de litio es de aproximadamente $137 por kWh.
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