باتری نمکی چیست و آیا می‌تواند گوشی گلکسی بعدی را تغذیه کند؟

اخیراً اصطلاح «باتری نمکی» یا salt battery بسیار شنیده می‌شود، اما واقعاً این فناوری چیست و چه کاربردی دارد؟ آیا یک گوشی هوشمند می‌تواند با باتری نمکی روزها شارژدهی داشته باشد و حتی سریع شارژ شود؟

قبلاً درباره باتری‌های Donut solid-state و تلاش‌های سامسونگ در حوزه باتری‌های جامد صحبت کرده‌ایم، اما امروز نوبت به باتری‌های نمکی است.

باتری نمکی چیست؟

ابتدا یک نکته مهم: سه فناوری متفاوت تحت عنوان «باتری نمکی» شناخته می‌شوند:

1. استفاده از نمک مذاب برای ذخیره انرژی خورشیدی در نیروگاه‌ها
2. استفاده از آب نمک به‌عنوان الکترولیت
3. جایگزینی لیتیوم با سدیم در باتری‌های لیتیوم-یون

برای گوشی‌های هوشمند، ما به دسته سوم یعنی باتری‌های سدیم-یون علاقه‌مندیم، چرا که دو گزینه اول برای گجت‌های کوچک مناسب نیستند:

• باتری‌های آب‌نمکی سنگین و کم‌ظرفیت هستند
• باتری‌های نمک مذاب در دماهای بالا (حدود ۲۴۵ تا ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد) کار می‌کنند

باتری‌های سدیم-یون چگونه کار می‌کنند؟

باتری‌های سدیم-یون همانند باتری‌های لیتیوم-یون عمل می‌کنند، با این تفاوت که یون‌های سدیم به جای لیتیوم حرکت می‌کنند.

• در هر دو نوع، یون‌ها بین الکترود مثبت (کاتد) و الکترود منفی (آند) جابجا می‌شوند
• الکترون‌ها در مدار مخالف جریان پیدا می‌کنند و انرژی لازم برای دستگاه را تأمین می‌کنند

سدیم از نظر شیمیایی شبیه لیتیوم است و طراحی کلی باتری مشابه است، اما مواد الکترودی و برخی مشخصات عملکردی متفاوت‌اند.

سدیم-یون در مقابل لیتیوم-یون

تفاوت اصلی در چگالی انرژی و عملکرد است:

• یون‌های سدیم بزرگ‌تر و سنگین‌تر هستند، بنابراین نمی‌توان به همان حجم یا وزن، انرژی بیشتری ذخیره کرد
• نتیجه: چگالی انرژی کمتر نسبت به لیتیوم-یون

مزایای سدیم:

• فراوان و ارزان‌تر از لیتیوم
• پتانسیل بهبود ایمنی و عملکرد در دماهای پایین
• امکان شارژ بسیار سریع به دلیل اندازه بزرگ‌تر یون‌ها

باتری‌های کوچک سدیم-یون در بازار موجود هستند، اما هنوز ظرفیت و عملکردشان به پای لیتیوم-یون‌ها نمی‌رسد.

آیا یک گلکسی S26 با باتری نمکی ممکن است؟

محققان فرانسوی باتری‌های سدیم-یون در قالب ۱۸۶۵۰ (اندازه AA) تولید کرده‌اند که ظرفیت ۹۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم دارد و پس از ۲۰۰۰ چرخه شارژ، ۸۰٪ ظرفیت خود را حفظ می‌کند.

• این ظرفیت نزدیک به باتری‌های اولیه لیتیوم-یون است
• اما باتری‌های مدرن گوشی‌ها چگالی انرژی ۱۵۰–۳۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم دارند

نتیجه: هنوز نمی‌توان انتظار داشت که گوشی‌هایی مانند گلکسی S26 از باتری سدیم-یون بهره‌مند شوند.

با این حال، سدیم فراوان، ارزان و کم‌تنش ژئوپولیتیک است و امید به توسعه آن در آینده وجود دارد. مشکل اصلی چگالی انرژی فیزیکی است که محدودیت قابل توجهی ایجاد می‌کند.

جمع‌بندی

باتری‌های سدیم-یون در ذخیره انرژی شبکه‌ای، خانه‌های هوشمند و کاربردهای صنعتی جایگاه خود را پیدا خواهند کرد، اما برای گوشی‌های هوشمند، باتری‌های جامد (solid-state) همچنان بهترین گزینه هستند.

با این حال، آینده باتری‌های سدیم-یون روشن است و ممکن است روزی نقش مهمی در گجت‌های موبایل ایفا کنند، اما هنوز تا رسیدن به گلکسی‌های آینده راه طولانی باقی است.