再生可能エネルギー貯蔵を促進する新しいバッテリー技術(New Battery Technology Could Boost Renewable Energy Storage)

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2024-09-15 コロンビア大学

コロンビア大学の研究者が、風力や太陽光などの再生可能エネルギーの効率的な蓄電を目指し、新しい電解質を使用したK-Na/Sバッテリーを開発しました。このバッテリーは、安価なカリウム、ナトリウム、硫黄を利用し、高エネルギー密度と長寿命を実現します。新しい電解質により、従来より低温(約75°C)で高いエネルギー密度を達成でき、コスト削減も可能に。将来的には大規模エネルギー貯蔵に拡大することを目指し、再生可能エネルギーの安定供給に寄与することが期待されています。

<関連情報>

高エネルギー密度で低コストのK-Na/S電池のための硫化物/二硫化物の溶解度の高い電解質の設計 Designing electrolytes with high solubility of sulfides/disulfides for high-energy-density and low-cost K-Na/S batteries

Liying Tian,Zhenghao Yang,Shiyi Yuan,Tye Milazzo,Qian Cheng,Syed Rasool,Wenrui Lei,Wenbo Li,Yucheng Yang,Tianwei Jin,Shengyu Cong,Joseph Francis Wild,Yonghua Du,Tengfei Luo,Donghui Long & Yuan Yang
Nature Communications  Published:05 September 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-51905-6

再生可能エネルギー貯蔵を促進する新しいバッテリー技術(New Battery Technology Could Boost Renewable Energy Storage)

Abstract

Alkaline metal sulfur (AMS) batteries offer a promising solution for grid-level energy storage due to their low cost and long cycle life. However, the formation of solid compounds such as M2S2 and M2S (M = Na, K) during cycling limits their performance. Here we unveil intermediate-temperature K-Na/S batteries utilizing advanced electrolytes that dissolve all polysulfides and sulfides (K2Sx, x = 1–8), significantly enhancing reaction kinetics, specific capacity, and energy density. These batteries achieve near-theoretical capacity (1655 mAh g−1 sulfur) at 75 °C with a 1 M sulfur concentration. At a 4 M sulfur concentration, they deliver 830 mAh g−1 at 2 mA cm−2, retaining 71% capacity after 1000 cycles. This new K-Na/S battery with specific energy of 150-250 Wh kg−1 only employs earth-abundant elements, making it attractive for long-duration energy storage.

0402電気応用
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