بطارية بإلكترود لا يريد أن يفرّغ شحنته سريع
حصّالة تسقط فيها العملات بسهولة، لكن لا يمكنك إخراجها إلا بكسرها. شيء مشابه يحدث مع مادة جديدة لبطاريات الصوديوم. إنها تقبل أيونات الصوديوم عن طيب خاطر أثناء الشحن، لكنها لا تُعيد شيئًا تقريبًا عند التفريغ.
المادة ذات الصيغة Na4NiCr(PO4)3 تنتمي إلى عائلة NASICON — وهي هياكل إطارية حيث يمكن لأيونات الصوديوم أن تتنقل عبر شبكة ثلاثية الأبعاد من القنوات. أظهرت الحسابات أن حاجز حركة الأيونات منخفض — فقط 0.468 إلكترون فولت، أي ما يعادل تقريبًا طاقة الحركة الحرارية عند درجة حرارة الغرفة. أي أن الأيونات يمكنها التحرك بحرية.
بعد دورة شحن وتفريغ، بقيت الشبكة البلورية سليمة، وأظهرت الحسابات أن أيونات الصوديوم ما زالت قادرة على الهجرة. إذن المشكلة ليست في حركة الأيونات. على الأرجح، السبب هو ضعف التوصيل الإلكتروني: لا تستطيع الإلكترونات الوصول إلى الأماكن التي توجد فيها الأيونات لإتمام التفاعل.
هذا يشبه منزلًا فيه أنابيب مياه سليمة لكن المضخة لا تعمل. الماء (الأيونات) موجود، والأنابيب (القنوات) سليمة، لكن بدون المضخة (الإلكترونات) لا يتدفق.
لكي تعمل هذه المادة، يجب تحسين توصيلها الإلكتروني — على سبيل المثال، بإضافة شوائب أو تعديل البنية. عندها ستبدأ الحصّالة في الاستقبال والإعطاء معًا.
الصوديوم هو سادس أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية، ويمكن استخراجه من مياه البحر. لذلك تُعتبر بطاريات الصوديوم بديلًا أرخص من بطاريات الليثيوم.