-ko ikertzaileakMunicheko Unibertsitate Teknikoa(TUM) etaRWTH Aachen UnibertsitateaAlemanian, energia handiko sodio-ioizko baterien (SIB) errendimendu elektrikoa litio-burdin-fosfato (LFP) katodoa duen punta-puntako energia handiko litio-ioizko bateria (LIB) batenarekin alderatu dute.

Taldeak aurkitu zuen karga-egoerak eta tenperaturak eragin handiagoa dutela SIBen pultsu-erresistentzian eta inpedantzian LIBek baino, eta horrek diseinu-aukeretan eragina izan dezakeela eta iradokitzen du SIBek tenperatura- eta karga-kudeaketa sistema sofistikatuagoak behar dituztela errendimendua optimizatzeko, batez ere karga-maila baxuetan.

• Pultsu-erresistentzia hobeto azaltzeko: terminoak bateriaren tentsioa zenbat jaisten den adierazten du bat-bateko potentzia-eskaera bat aplikatzen denean. Beraz, ikerketak adierazten du sodio-ioizko bateriek karga-mailaren eta tenperaturaren eragin handiagoa dutela litio-ioizko bateriek baino.

Ikerketa:

«Sodio-ioizko bateriak [SIB] LIBen ordezko gisa ikusten dira, oro har», adierazi zuten zientzialariek. «Hala ere, sodioaren eta litioaren portaera elektrokimikoan dauden desberdintasunek anodoan zein katodoan egokitzapenak behar dituzte. Litio-ioizko baterien [LIB] kasuan grafitoa erabiltzen den bitartean anodo material gisa, SIBetarako karbono gogorra da gaur egun SIBetarako material itxaropentsuena».

Azaldu zuten, halaber, beren lana ikerketan zegoen hutsune bat betetzea zela helburua, oraindik ez baitago ezagutza handirik SIBen portaera elektrikoari buruz tenperatura eta karga-egoera aldakorren arabera.

Ikerketa-taldeak, bereziki, errendimendu elektrikoaren neurketak egin zituen 10 gradu Celsius eta 45 gradu Celsius arteko tenperaturetan, eta zelula osoaren zirkuitu irekiko tentsioaren neurketak tenperatura desberdinetan, baita dagokien zelulen erdi-zelulako neurketak ere 25 gradu Celsius-tan.

«Gainera, tenperaturak eta SOC-k korronte zuzeneko erresistentzian (R DC) eta inpedantzia elektrokimiko galvanostatikoko espektroskopian (GEIS) duten eragina ikertu genuen», zehaztu zuen. «Erabil daitekeen edukiera, erabilgarri dagoen energia eta energia-eraginkortasuna baldintza dinamikoetan aztertzeko, abiadura-gaitasun probak egin genituen karga-tasa desberdinak tenperatura desberdinetan aplikatuz».

Ikertzaileek litio-ioizko bateria bat, nikel-manganeso-burdina katodoa zuen sodio-ioizko bateria bat eta LFP katodoa zuen litio-ioizko bateria bat neurtu zituzten. Hirurek tentsio-histeresia erakutsi zuten, hau da, zirkuitu irekiko tentsioa desberdina zela kargatzearen eta deskargatzearen artean.

«Interesgarria da, SIBetan histeresia batez ere SOC baxuetan gertatzen dela, eta hori, erdi-zelulako neurketen arabera, ziurrenik karbono-anodo gogorraren ondorioz gertatzen da», azpimarratu zuten akademikoek. «LIBaren R DC-k eta inpedantziak oso menpekotasun txikia erakusten dute SOCarekiko. Aitzitik, SIBetan, R DC eta inpedantzia nabarmen handitzen dira % 30etik beherako SOCetan, SOC handiagoek, berriz, kontrako efektua dute eta R DC eta inpedantzia balio baxuagoak eragiten dituzte».

Gainera, egiaztatu zuten R_DC-ren eta inpedantziaren tenperaturarekiko menpekotasuna handiagoa dela SIBetan LIBetan baino. "LIB probek ez dute erakusten SOC-ak joan-etorriko efizientzian eragin nabarmenik duenik. Aitzitik, SIBak % 50etik % 100era SOC ziklatzeak eraginkortasun-galerak erdira baino gehiago murriztu ditzake % 0tik % 50era ziklatzearekin alderatuta", azaldu zuten, eta adierazi zuten SIBen eraginkortasuna izugarri handitzen dela zelulak SOC tarte altuago batean ziklatzean SOC tarte baxuago batekin alderatuta.