محققان دانشگاه MIT توانستند از طریق جایگزینی غشای سرامیکی با یک مش فلزی در باتری سدیم سولفور پایداری این باتری را در دمای بالا بهبود دهند.

باتری‎های سدیم سولفور در دسته باتری‎های با دمای بالا قرار می‎گیرند. این نام‎گذاری به این دلیل است که دمای بالایی برای نگهداری مواد آندی و کاتدی در حالت مذاب نیاز است. در عمل، واکنش شیمیایی که اتفاق می‎افتد، حرارت کافی را برای نگهداری مواد در حالت مذاب تأمین خواهد کرد.

استفاده از سدیم مذاب به عنوان آند (الکترود منفی) و سولفور مذاب به عنوان کاتد (الکترود مثبت) اولین بار توسط شرکت Ford در دهه 1960 انجام شد.

دمای عملکرد ℃ 350 – 300 برای نگهداری مواد در حالت مذاب نیاز در این باتری‎ها نیاز است. خطری که در این مورد وجود دارد، استفاده از فلز بسیار واکنش پذیر سدیم است که قابلیت کاربرد این باتری‎ها را در خودروهای الکتریکی به حداقل می‎رساند و در نهایت شرکت Ford نیز استفاده از آنها را متوقف کرد.

محققان علوم سرامیک در ژاپن از سال 1989 تحقیق در زمینه باتری سدیم سولفور را آغاز کردند. آنها یک لایه نازک سرامیکی از جنس آلومینا را بین مواد مذاب قرار دادند که در اثر دشارژ، غشای سرامیکی فقط امکان عبور یون‎های مثبت سدیم را از ماده مذاب سدیم به سمت ماده مذاب سولفور فراهم کرده و در حین شارژ، این فرایند بر عکس می‎شود.

در این راستا و با همکاری با شرکت برق توکیو، خط تولید باتری‎های سدیم سولفور برای مصارف ساکن انرژی‎های تجدیدپذیر در سال 2002 راه اندازی شد.

هم اکنون بیش از 300 مگاوات، انرژی حاصل از باتری‎های سدیم سولفور در 170 کشور به بهره برداری رسیده است. باتری‎های سدیم سولفور طول عمر بسیار زیادی داشته و قابلیت طی 5000 چرخه شارژ-دشارژ را دارند. همچنین قیمت کمتری از باتری‎های لیتیم-یون دارند (به دلیل استفاده از مواد ارزان قیمت).

یکی از عوامل محدودکننده برای استفاده از باتری‎های دمابالا، طبیعتِ شکننده غشای سرامیکی بین مواد مذاب آند و کاتد است. لذا محققان دانشگاه MIT یک مش فلزی را جایگزین غشای سرامیکی در این باتری‎ها کردند. در این روش غشای سرامیکیِ شکننده با یک مش فلزی بسیار مقاوم و انعطاف‎پذیر جایگزین شد. پس از بررسی نتایج، بهترین پاسخ با استفاده از مشِ استیلِ پوشش داده شده با محلول تیتانیوم نیترید بدست آمد.

محققان یک واقعه غیرمنتظره را کشف کردند؛ به نحوی که غشای مورد نظر به صورت انتخابی به برخی از مولکول‎ها امکان عبور داده و مانع از عبور برخی دیگر خواهد شد.

با استفاده از این دستاورد می‎توان باتری سدیم سولفوری بدون غشای سرامیکی شکننده تعبیه کرد.

به هرحال، باتری‎های لیتیم یون بهترین گزینه برای وسایل الکترونیکی و خودروهای الکتریکی هستند. ولی استفاده از باتری‎های دمابالا به خصوص باتری‎های سدیم سولفور که از مواد مذاب استفاده می‎کنند، منجر به کاهش قیمت و بهبود انرژی منابع انرژی تجدیدپذیر خواهد شد.