Знакомство с пятью ключевыми проблемами натриево-серных аккумуляторов

В настоящее время есть некоторые сомнения по поводу натрий-серной батареи, и считается, что натриево-серную батарею трудно реализовать в промышленных масштабах в краткосрочной перспективе. С этой целью корреспондент "Science Times" взял интервью у исследователей и разработчиков натриево-серных батарей по этим вопросам - исследователей Вэнь Чжаоинь, Лю Ю, старшего инженера Цао Цзяди и др. Из Шанхайского института керамики Китайской академии наук.

Вопрос 1: проблемы с безопасностью

«Проблема безопасности, точнее сказать, связана с эксплуатационной надежностью».

Вопрос: Температура эксплуатации натриево-серных аккумуляторов составляет от 300 до 350 ° C. Если керамический диэлектрик сломан и закорочен, высокотемпературные жидкие натрий и сера будут в прямом контакте, и произойдет сильная экзотермическая реакция, приводящая к высокой температуре 2000 ° C, что довольно опасно. .

Вэнь Чжаоинь: С момента демонстрации в 1992 году NGK эксплуатировала более 100 электростанций с натриево-серными аккумуляторными батареями в Японии. За 18 лет произошел только один пожар, и он был потушен сам по себе до прибытия пожарной части. Это было оценено как незначительное происшествие. .

После коммерциализации натриево-серных батарей японские СМИ опубликовали большое количество рекламных сообщений, надеясь изменить общественное мнение и принять серно-натриевые батареи.

Фактически, любая система накопления энергии - это система накопления энергии, и здесь есть риски для безопасности. Поскольку керамика используется в качестве твердой диафрагмы, газ отсутствует и, следовательно, не взрывается. По сравнению с некоторыми другими батареями, количество аварий с натриево-серными батареями очень низкое.

Когда натрий и сера вступают в прямой контакт, возникает угроза безопасности. Поэтому мы приняли множество мер безопасности в конструкции конструкции, а слои укреплены, чтобы гарантировать, что даже керамические повреждения не будут легко затронуты, даже если батарея повреждена, она не будет просто переполняться.

Натриево-серная батарея силикатного завода не попала в аварию и проходит долгосрочную проверку надежности.

Вопрос 2: Проблемы жизни

« При использовании практичных материалов и компонентов срок службы продукта может достигать 10 лет».

Вопрос: Короткий срок службы влияет на его рентабельность, и его трудно коммерциализировать.

Вэнь Чжаоинь: В отличие от других батарей, натриево-серные батареи не имеют побочных реакций, и активные вещества можно использовать обратимо без потери. Поскольку металлические детали подвержены коррозии и длительное время работают при высоких температурах в серной и сульфидной среде, металлические части натриево-серной батареи защищены специальными антикоррозийными мерами.

Ожидаемый срок службы натрий-серной батареи, испытываемой в настоящее время силикатом, составляет 8 лет, а начальный уровень ослабления разрушения в основном аналогичен японскому. На этапе индустриализации решается проблема соответствия материалов и батарей, и срок службы батарей может достигать более 10 лет. В настоящее время уровень японской продукции составляет около 15 лет.

Вопрос 3: проблема с температурой

« Модуль имеет очень хорошую теплоизоляцию и может поддерживать работу с низким энергопотреблением в течение определенного периода времени».

Вопрос: Натрий-серная батарея может запускаться при 300 ° C, и возникает проблема потребления энергии изоляцией. Длительное время запуска в определенной степени ограничивает его применение.

Цао Цзяди: натриево-серная батарея поглощает энергию во время зарядки и требует дополнительной электроэнергии для нагрева. Во время разряда он рассеивает тепло, достаточное для поддержания температуры, необходимой для работы.

В то же время батарейный модуль, разработанный силикатом, обладает хорошей функцией сохранения тепла и может храниться в течение длительного времени без нагрева источника питания. В настоящее время для охлаждения продуктов NGK от рабочей температуры до комнатной и поддержания режима работы с низким энергопотреблением через неделю после отключения электроэнергии требуется около полугода.

Вопрос 4: проблема утилизации отработанных батарей

« Япония разработала довольно зрелую технологию рециркуляции».

Вопрос: С поврежденными батареями трудно обращаться, что является одним из слабых мест натриево-серных батарей.

Лю Ю: Натрий-серные батареи отличаются от других батарей и представляют собой съемные батареи. Поэтому в принципе рециклинг будет выше. Керамические детали несовместимы с натрием и серой. После использования они могут быть полностью отделены и переработаны отдельно. Соединения фрагментов натрия и серы могут обратимо разлагаться с образованием натрия и серы; другие металлические детали также могут быть переработаны.

В Японии сформировалась довольно зрелая технология и процесс переработки. В настоящее время силикаты изначально представляют собой чистый технологический процесс рециркуляции, который разделяется в некоторых защитных средах, а натрий, сера и металлы могут быть переработаны или повторно использованы.

Однако вопрос о том, как по-настоящему переработать и повторно использовать натрий-серные батареи в Китае, требует дальнейших исследований.

Вопрос 5: Вопросы стоимости

«Наша цена не будет выше японской».

Вопрос: Можно ли снизить стоимость бытовых натриево-серных аккумуляторов до коммерческого уровня?

Вэнь Чжаоинь: В настоящее время в различных аккумуляторных батареях большой емкости, помимо низкоэффективных свинцово-кислотных аккумуляторов, наиболее дешевыми являются натриево-серные аккумуляторы. По японским данным, цена литий-ионных батарей в три раза выше, чем у натриево-серных. Проточная батарея также дороже, чем натриево-серная батарея, поэтому стоимость натрий-серной батареи более выгодна.

Более того, поскольку сырье из натрия, серы и керамики богато природными запасами и дешево, а натрий и сера не имеют особого применения, потенциальные факторы, влияющие на колебания цен, относительно невелики.

В Китае еще не реализованы масштабные приложения, поэтому цену сложно определить. Возможности сокращения затрат в будущем зависят в основном от масштабов индустриализации и производственных технологий.

Текущая цена на продукцию NGK составляет 2000 ~ 2500 юаней / кВтч. Наши цены не будут выше, чем за рубежом.

Страница содержит содержимое машинного перевода.