Sposób otrzymywania materiału na katody dla odwracalnych ogniw sodowych

Widoczna w ostatnich latach transformacja rynku energii w kierunku gospodarki zeroemisyjnej, będącej obecnie wiodącym kierunkiem rozwoju energetycznego na świecie, generuje popyt na systemy magazynowania energii. W kierunek ten wpisują się ogniwa nowej generacji typu Na-ion.
Biorąc pod uwagę, że materiał katodowy jest kluczowym elementem ogniwa opracowano sposób otrzymywania materiału na katody NamMn(SO4)3, przy szczególnym uwzględnieniu M= Fe, Mn. Metoda jest prosta w wykonaniu, szybka, a surowce do syntezy są łatwo dostępne, także w Polsce, dzięki czemu coraz bardziej realne wydaje się stworzenie ogniw w całości opartych na Polskiej technologii. Otrzymany tą metodą materiał wykazuje najwyższe napięcie pracy 3,7 V i jedną z najwyższych gęstości energii 400 Wh kg-1 wśród sodowych materiałów katodowych bazujących na żelazie. Stosując otrzymany materiał zmontowano propozycję komercyjnego ogniwa 2032 Na-ion TiO2|Na+|Na2-xFeM(SO4)3, które osiąga pojemność 60 mAh g-1 i napięcie pracy 3,2 V.

Produkcja materiału katodowego dla ogniwa Na-ion. Produkcja ogniw Na-ion.
Obecnie wiodącą technologią magazynowania energii w ogniwach elektrochemicznych są ogniwa Li-ion. Biorąc jednak pod uwagę rosnące ceny litu, ubogie złoża tego pierwiastka i jego usytuowanie na terenach niestabilnych politycznie firmy poszukują alternatywy dla ogniw Li-ion. Najbardziej perspektywiczną technologią są ogniwa Na-ion, które ze względu na dostępność i niskie ceny sodu dedykowane są w szczególności przydomowym systemom magazynowania energii ze źródeł odnawialnych.
Obecnie jedna firma (CATL) na świecie rozpoczęła produkcję ogniw Na-ion i rozważa ona budowę swojej fabryki akumulatorów w Polsce, przez to mogłaby stać się potencjalnym odbiorcą. Ponadto w Polsce obecnie obserwujemy ciągły wzrost ilości firm zajmujących się produkcją komponentów do baterii np. otwarcie firmy NorthVolt w Gdańsku, rozbudowa firmy Johnson Matthey Battery Systems w Gliwicach czy planowana inwestycja firmy DuraPower w okolicy Poznania. Wszystkie te firmy mogły by być potencjalnymi odbiorcami wynalazku.

ogniwa Na-ion, materiał katodowy, magazynowanie energii

Materiał otrzymany opracowaną metodą jest tani w produkcji, gdyż zawiera szerokodostępne pierwiastki Na-Fe-S co wpłynie na niską cenę materiału katodowego oraz samego ogniwa Na-ion. Dodatkowo w prototypie ogniwa TiO2|Na+|Na2-xFeM(SO4)3 zastąpiono kolektor prądowy w formie foli Cu (jak to ma miejsce w ogniwach Li-ion) tańszą i lżejszą folią Al, co będzie skutkowało dodatkowym obniżeniem ceny i wagi akumulatorów.
W efekcie zastąpienie ogniw Li-ion znacznie tańszymi ogniwami Na-ion mogłyby znaleźć szerokie zastosowanie w przydomowych magazynach energii (których cena obecnie jest za wysoka aby były powszechnie używane) i przyczynić się do rozpowszechnienia magazynowania energii ze źródeł odnawialnych.

- prototyp
- zakończone badania

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku