IV. Pin nhiên liệu và ăcquy nhiệt độ cao 1 Đại c−ơng [1], [6a-e], [8]
4.ăcquy kim loại kiềm nhiệt độ cao khác [8]
Ngoài ăcquy Na/S còn có các ăcquy nhiệt độ cao khác đ−ợc nghiên cứu triển khai, trên cơ sở khai thác mật độ tích trữ năng l−ợng cao của các kim loại kiềm; sử dụng chất điện ly rắn dẫn ion, cũng nh− động học thuận lợi của quá trình điện cực ở nhiệt độ cao nh−:
(i) Na ⏐ βII-Alumina ⎜ NiCl2 (còn gọi là hệ BETA)
(ii) Li(Al) ⎜ hỗn hợp muối LiCl-LiBr-KBr ⎜ FeS2 (Hệ ZEBRA)
Hệ BETA (i) có cấu tạo làm việc giống ăcquy Na/S. ở nhiệt độ 320oC xảy ra quá trình điện cực kiểu trao đổi ion qua màng βll
-Alumina: 2 Na + NiCl2 ←⎯→⎯⎯⎯np 2NaCl + Ni (IV.3)
Dạng βII là dạng thù hình có độ dẫn gấp ba lần dạng β thông th−ờng, có cấu trúc tinh thể hình thoi đ−ợc ổn định bởi ion Mg2+.
ở khu vực điện cực NiCl2 còn có thêm chất điện ly phụ là NaAlCl4 để tăng khả năng vận chuyển trở lại của ion Na+ khi nạp. Hệ ăcquy này có điện áp hở mạch ∼
2,59V; mật độ năng l−ợng đạt ~80 - 100 Wh/kg; mật độ công suất ~210 W/kg; số chu kỳ làm việc đạt ~ 1200 CK. Với chỉ số kỹ thuật đạt đ−ợc rất có triển vọng là một ứng cử viên cho ô tô chạy điện vào năm 2010.
Hệ ZEBRA (ii) là một nguồn điện tiên tiến trong dự kiến phát triển dài hạn. Nguyên lý làm việc dựa vào phản ứng tổng quát:
Li + FeS2 ←⎯→⎯⎯⎯pn Li2FeS2 (IV.14)
Vật liệu anot là hợp kim LiAl; vật liệu catôt FeS2 là vật liệu có cấu trúc xen lớp, có khả năng cài ion Li+ vào trong cấu trúc tạo thành hợp chất Li2FeS2. Dung dịch điện ly là hỗn hợp muối nóng chảy LiCl + LiBr + KBr. ăcquy làm việc ở nhiệt độ ~425oC cho điện áp hở mạch là 1,76 V; mật độ năng l−ợng có thể đạt 130 - 200 Wh/kg, mật độ công suất 200-500 W/kg. Với những thông số kỹ thuật đạt đ−ợc của các nguồn điện chế thử, ăcquy Li(Al)/FeS2 đ−ợc xếp vào lịch trình triển khai sau năm 2010, để phục vụ sự phát triển của các ôtô chạy điện.