Nová sodíko-sírová baterie může nabídnout bezpečnější a levnější alternativu k lithiu

12. 1. 2026

Nyní výzkumníci odhalili nový design baterie, který může nabídnout lepší alternativu k lithiu. Studie publikovaná v časopise Nature popisuje konstrukci bez anod na bázi sodíku a síry, která nabízí vysoké napětí. Sodíko-sírové (Na–S) baterie jsou slibnou alternativou k lithiovým bateriím díky dostupnosti surovin množství a potenciálu pro vysoké ukládání energie.

Toto není první konstrukce baterie, která kombinuje sodík a síru. Nicméně předchozí baterie Na-S měly problémy omezující jejich praktičnost. Některé baterie Na–S používaly S/Na2S chemie, která byla omezena nízkým napětím a vysokými požadavky na sodík kovů. A přestože vysoce valenční redox síry (S)0/S4+) poskytuje vyšší napětí kolem 3,6 V, vědci kvůli energetickým bariérám nenašli způsob, jak tuto reakci při pokojové teplotě vyvolat.

S/Na2S konverzní reakce na katodě dává omezené výbojové napětí menší než 1,6 V oproti Na/Na, což je mnohem méně než u katod u současných baterií Li a Na. Také použití výrazného množství kovu Na na anodě, které obecně převyšuje konvenční baterie Li a Na desetinásobek, snižuje efektivitu nákladů a bezpečnost, přičemž obětuje dostupnou hustotu energie a výkonu.

Klíčem k novému designu bylo "odemknutí" vysoce valenčního S0/S4+ redoxní chemie pro vytvoření vysokonapěťových baterií Na–S bez anod při typické pokojové teplotě. Nový design se skládá z katody S8, sběrače proudu z anody z hliníkové (Al) fólie, separátoru skleněných vláken a dikyanamidu sodného (NaDCA) v nehořlavém elektrolytu z chloroaluminátu. Nová baterie nabízí vybíjecí napětí 3,6 V.

Studie mechanismů ukazují, že dikyanamidový anion v optimalizovaném chloroaluminátovém elektrolytu hraje klíčovou roli při odemčení S/SCl4 chemie katody a také zlepšení reverzibilnosti Na plátování/strippingu na anodě, což společně umožňuje vysokonapěťové Na–S baterie bez anod s vynikajícím elektrochemickým výkonem a praktičností.

Nový design dosáhl maximální energetické hustoty 1 198 Wh/kg, výbojové kapacity 715 mAh g−1 a hustoty výkonu 23 773 W/kg. Tým uvádí, že začlenění Bi-COF katalyzátoru do katody dále zvýšilo kapacitu výboje na 1 206 mAh/g a hustotu energie na 2 021 Wh/kg.

Tým také odhaduje, že náklady na nový design jsou mnohem nižší než u současných alternativ. Při ceně 5,03 $ za kWh je o jeden až dva řády nižší než současné baterie Na (Na baterie). Bezpečnost je také zvýšena použitím elektrolytu NaDCA, který je přirozeně nehořlavý, na rozdíl od kapalného elektrolytu v lithiových bateriích. Množství sodíku a nižší dopad na extrakci z něj činí také udržitelnější materiál než lithium.

Zdroj v angličtině: ZDE