中國的一組研究人員剛剛揭開了一種新型鈉硫電池設計的帷幕，該設計可能從根本上改變能源存儲的數學原理。通過深入研究歷來讓工程師頭疼的硫磺化學物質，他們成功地設計出了一種製造成本極其低廉，但仍然蘊藏著巨大能量的電池。
該設計目前正在實驗室進行測試，使用非常便宜的成分：硫、鈉、鋁和氯基電解質。在早期測試中，該電池的能量密度達到了每公斤 2,000 瓦時以上，這個數字遠遠超過了當今的鈉離子電池，甚至是頂級的鋰電池。
硫一直是電池技術的“白鯨”，因為理論上它可以容納一噸的能量
問題？在標準鋰硫電池中，硫往往會產生混亂的化學副產品，從而破壞項目並縮短電池壽命。這種新方法顛覆了劇本。研究人員並沒有強迫硫簡單地接受電子，而是創建了一個硫實際上提供電子的系統。
它的工作原理是這樣的：電池使用純硫陰極和一塊簡單的鋁箔作為陽極。秘密武器是電解質，它是氯化鋁、鈉鹽和氯的湯。當電池放電時，陰極中的硫原子釋放電子並與氯反應形成氯化硫。與此同時，鈉離子捕獲這些電子並將它們放置在鋁箔上。
這種特殊的化學舞蹈繞過了通常困擾硫電池的退化問題。多孔碳層容納所含的反應材料，玻璃纖維墊片可防止整個部件短路。這是一個複雜的反應，但該團隊已經證明它可以順利且可逆地發揮作用。
這裡的耐力統計數據令人印象深刻
測試電池經歷了 1,400 次充放電循環後，容量開始大幅下降。更令人驚喜的是其使用壽命：在一年多未使用的情況下，電池仍保留 95% 的電量。對於電池可能閒置數週或數月的長期存儲項目來說，這是一件大事。
但真正的顛覆者是價格。根據原材料成本，研究人員估計這種電池的成本約為每千瓦時 5 美元。從長遠來看，這還不到許多當前鈉電池成本的十分之一，而且比鋰離子電池便宜數英里。如果他們能夠大規模生產它，那麼在電網上存儲可再生能源就可以變得便宜。
當然，有一個問題。他們使用的富氯電解液具有腐蝕性，難以安全使用。此外，這些數字是根據活性成分的重量得出的實驗室測試，而不是完全包裝的商業產品。將其從燒杯轉移到工廠車間將是一個巨大的工程障礙。
然而，這項研究敲響了警鐘。事實證明，當鋰等標準材料變得過於昂貴或稀缺時，利用“非常規”化學進行創意可以打開我們甚至不知道存在的大門。
