本文从宏观和微观两个角度研究了钠金属的断裂行为,并讨论了其在电池应用中的相应影响。由于钠金属在空气中极易发生反应,其机械性能尚未得到很好的研究,但本文我们在惰性气体中实施了定制的拉伸试验机以规避这一问题,从而研究了钠的断裂行为。有趣的是,我们发现钠几乎完全不受缺陷(裂纹状特征)的影响,即缺陷不会降低钠的有效强度。相反,由于钠箔具有极强的延展性,在拉伸状态下,钠箔会表现出极端的全厚度收缩,直至接近一条线。我们还使用扫描电子显微镜来识别与钠的变形和断裂相关的微观结构特征和潜在机制。此外,本研究详细介绍了这些实验观察在电池应用背景下的相应影响,并为合理设计钠基电池提供了新的见解。总体而言,这些新的实验结果可能有助于设计钠基储能系统,并避免充电和放电循环过程中的潜在机械损坏。
美国能源部 (DOE) 制定了第三代聚光太阳能发电 (CSP Gen3) 计划,以推动先进 CSP 系统的开发,该系统能够以低于 60 美元/兆瓦时的平准化能源成本 (LCOE) 发电。这一目标基于 CSP Gen3 路线图 [1] 和随后的融资机会公告 (Gen3 FOA) [2] 中公布的标准。本报告总结了“液体路径”在实现这些目标方面的进展和潜力。液体路径建议使用低成本熔融氯化盐进行储能,并与使用液态金属钠捕获热量并将其传输到储盐的太阳能接收器配合使用。这种方法利用了当前最先进的 CSP 发电塔中的熔盐技术,例如 Gemasolar、Crescent Dunes、Noor III 和 DEWA 700 CSP 项目等电厂。此外,该设计还建立在数十年使用液态金属钠作为太阳能测试和核电应用中的高温传热流体 (HTF) 所获得的知识之上。
容器式 NAS ® 电池由六个模块组成,每个模块有 192 个电池。NAS ® 电池单元由钠作为负极,硫作为正极组成。β-氧化铝陶瓷管用作电解质,只允许钠离子通过。放电时,钠被氧化,硫被还原形成多硫化物 (Na 2 SX)。充电步骤再次回收金属钠和元素硫。
Inlyte的电池是基于一个利用镍的金属钠电池电池,使该技术不足以用于低成本储能。一年前,该公司收购了Beta Research Ltd.,该Ltd.拥有重要的IP和加工设备来制造钠 - 金属 - 甲板电池。作为一项高级研究项目机构 - 能源计划的一部分,Inlyte正在努力提高其基于钠和铁的电池化学的周期寿命,以实现商业生存能力。当公司回收旧的储能技术,类似于Enervenue的工作时,它们往往会在早期发挥大作用,而Inlyte也不例外,因为其大型种子圆圈。但是,该技术将直接与锂离子电池竞争,并在成本奇偶校验和系统集成方面涵盖了巨大的基础。
X1 包括与湿气或空气反应的无机化学品,这些化学品会与湿气剧烈反应,产生腐蚀性气体。 (例如四氯化钛、亚硫酰氯、氯化铝、三氯氧化磷、五氧化二磷、氯磺酸) X2 包括与湿气或空气反应的化学品,这些化学品会点燃或产生火焰或易燃气体。 (例如镁、钙、金属钠、连二亚硫酸钠、碳化钙、磷 (白色、黄色、红色、黑色)) X3 包括与湿气或空气反应的有机化学品,这些化学品会与空气或湿气剧烈反应,产生腐蚀性气体。 (例如乙酰氯、氯硅烷) X4 包括与湿气或空气反应的有机化学品,这些化学品会点燃或产生可在空气或水中自燃的气体。 (例如格氏试剂、甲基溴化镁、丁基锂、三乙基铝、湿润苦味酸 (三硝基苯酚)) X5 包括有机氧化化合物。 (即过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢)
常用的电解质溶液包括六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、六氟砷酸钠(NaAsF6)、四氟硼酸钠(NaBF4)、二氟草酸硼酸钠(NaBOB)等,有机溶剂一般为烷基碳酸酯化合物。13,14电解液同时影响SIBs的电化学性能和安全性,它不仅决定了电池的电化学窗口和能量密度,还控制着电极/电解液界面的性能。15,16电解液复杂的电化学副反应和金属钠枝晶的形成在一定程度上限制了SIBs的发展。目前,对SIBs电解质的研究主要集中在新型电解质盐、溶剂改性及混合、新型添加剂等方面。一系列新型钠盐,如二氟乙酸钠磺酰亚胺钠(NaFSI)、三氟甲基磺酰亚胺钠(NaTFSI)、二氟乙酸钠硼酸盐(NaODFB)等已被证明是潜在的替代品。17 – 19与传统碳酸酯溶剂相比,醚类溶剂可作为SIBs电解质的替代品。20此外,腈类、氟化溶剂、羧酸盐溶剂、离子液体也可作为候选溶剂。特别是新型添加剂由于其优异的成膜性能、高低温稳定性、快速充电能力,近年来成为研究重点。 21,22 在 SIB 中,成膜组分 NaF 在反应过程中相对容易溶解,导致电极界面不稳定。23 通常,不稳定的电解质界面
明智的热量存储:使用明智的热量储能材料是最简单的storage方法。实际上,水,沙子,砾石,土壤等。可以被认为是用于储能的ASMATERIALS,其中最大的水容量会更经常使用Sowater。在70年代和80年代,据报道,水和土壤过渡 - 太阳能的季节性储存。,但是材料的敏感性很低,并且限制了储能。潜热存储:潜在热储存单元通过更改存储介质的聚合状态来将热能单元存储在潜在的(=隐藏,休眠)模式中。应用程序媒体称为“相变材料”(PCM)..通常用于低温储存中,例如硫酸钠脱水酸钠 /氯化钙,磷酸钠磷酸钠12-水。但是,我们必须解决冷却和分层问题,以确保操作温度和使用寿命。中等太阳能存储温度通常高于100℃,但在500℃以下,通常约为300℃。合适的材料温度存储是:高压热水,有机液,共晶盐。太阳热储存温度通常高于500℃,当前正在测试的材料是:金属钠和熔融盐。高于1000储存,耐火球氧化铝和氧化锗的高温高于1000。化学,热能储存:热能存储正在使化学反应用于储存热量。大量热量的优势,体积小,重量轻。化学反应的产物可以长期单独存储。需要在需要时出现。它必须满足低条件在热储备中使用化学反应的需求:反应可逆性,无次反应,快速反应,易于将结果分离为稳定性。反应物和产生的反应热和反应物价格低的反应热和低价。现在,某些化学上热反应可以满足上述条件的需求。就像Ca(OH)2的热解反应一样,使用上述吸热反应在必要时储存热量。,但脱水反应温度高大气压高于500度。i很难使用极性能量完成脱水反应。我们可以使用催化剂来降低反应温度,但仍然很高。因此,它仍在化学中的Heat14Reserve测试时间中。塑料晶体热能储能:1984年,美国市场推出了用于家庭加热的塑料晶体材料。塑料晶体的科学名称是Neopentyl glycol(NPG),IT和LiquidCrystal类似于三维周期性晶体,但机械特性类似于塑料。它可以在结构温度下存储和释放热能,但不依赖于固液相变为储藏能,它可以通过塑料晶体分子结构来存储能量 - 固体 - 固相变化。