為將太陽能和風(fēng)能產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)，管理人員需要就近在太陽能和風(fēng)能發(fā)電廠安裝可大量儲存電能的電池。

常見的用于電子消費品和電動汽車上的鋰離子充電電池具有良好的儲電能力，但是由于價格昂貴而無法大量生產(chǎn)和應(yīng)用。

鈉離子用于充電電池是另一個最好的選擇，不過目前鈉硫電池運行溫度為300攝氏度，相當(dāng)于水沸點溫度的3倍，這使得鈉硫電池既不節(jié)能又不安全。而研究人員的目標(biāo)是要采用廉價的鈉同時使用鋰離子充電電池中的電極。

研究人員通過不斷的努力，開發(fā)出了能提高鈉離子充電電池電能和壽命的方法，從而有望讓鈉離子充電電池成為替代電網(wǎng)中用于大規(guī)模儲存電能的廉價的新途徑。

鋰充電電池中的電極由氧化錳材料制成，其材料中原子之間存在許多小孔和通道。當(dāng)電池在放電或充電時，鋰離子能夠在小孔和通道中穿行。

但是簡單地用鈉離子取代鋰離子則無法正常工作，因為鈉離子比鋰離子大70%，它們無法在氧化錳原子間的小孔和通道中自由穿行。

在尋求增大氧化錳材料中原子小孔和通道的途徑時，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了更小的物質(zhì)——具有獨特性能的納米材料。在研究探索中，研究人員將兩種不同種類的氧化錳原子基礎(chǔ)材料混合起來，一種的原子排列成金字塔狀，兩個金字塔結(jié)構(gòu)的基底結(jié)合在一起后形同鉆石；另一種的原子排列為正八面體。他們期望混合材料最終能形成大的S形通道和更小的五邊形通道，以便讓鈉離子通過。

在對用混合氧化錳納米材料為電極的實驗電池進行的放電測試中，研究人員測量到的每克電極材料峰值電量為每小時128毫安，此結(jié)果超過了過去其他研究人員完成的實驗。

在對實驗電池以不同速度進行充電的測試中，研究人員注意到充電速度越快，電池能保存的電力越少。這說明充電速度能夠影響電池的儲電能力。在快速充電時，鈉離子并不能以足夠快的速度進入電極通道并將它們填滿。

為解決鈉離子移動速度慢的問題，研究人員設(shè)想今后制作尺寸更小的納米導(dǎo)線來加速充放電過程。

電網(wǎng)中的電池需要快速充電，這樣它們才能夠盡可能地儲存從可再生能源那里獲得的電能。同時，它們也需要具有快速放電的能力，以便滿足電力消費者在打開空調(diào)和電視甚至為電動汽車充電時的需求。