من المتوقع أن تحل بطاريات الصوديوم الفعالة من حيث التكلفة محل بطاريات الليثيوم

تبرز بطاريات أيونات الصوديوم بهدوء باعتبارها تقنية جديدة رفيعة المستوى لتخزين الطاقة. بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون المعروفة، تتمتع بطاريات أيون الصوديوم بالعديد من الميزات والإمكانات المثيرة. موارد الصوديوم وفيرة نسبيا ومتاحة على نطاق واسع. تعمل بطاريات الصوديوم أيضًا بشكل جيد من حيث كثافة تخزين الطاقة ويمكن استخدامها في العديد من المجالات بما في ذلك السيارات الكهربائية.

مبدأ وتعريف بطارية أيون الصوديوم

بطاريات أيون الصوديوم هي تقنية بطاريات قابلة لإعادة الشحن تشبه بطاريات الليثيوم، لكنها تختلف بشكل كبير في المواد الخام. تستخدم بطاريات أيونات الصوديوم أيونات الصوديوم لنقل الشحنة بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة للبطارية لتخزين وإطلاق الطاقة، بينما تستخدم بطاريات الليثيوم أيون أيونات الليثيوم لنقل الشحنة.

عندما يتم شحن بطارية أيون الصوديوم، تترك أيونات الصوديوم مادة القطب الموجب وتتحرك عبر الإلكتروليت إلى مادة القطب السالب للتخزين. هذه العملية قابلة للعكس، مما يعني أنه يمكن شحن بطاريات أيون الصوديوم وتفريغها عدة مرات. عندما يلزم إطلاق الطاقة المخزنة، تعمل البطارية في الاتجاه المعاكس، حيث يتم إطلاق أيونات الصوديوم من المادة السالبة وإعادتها إلى المادة الموجبة من خلال المنحل بالكهرباء، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي.

في المقابل، فإن ميزة بطاريات أيونات الصوديوم هي التوافر الواسع والتكلفة المنخفضة نسبيًا لموارد الصوديوم، كما أن وجود الصوديوم بكثرة في القشرة الأرضية يجعلها خيارًا أكثر استدامة. تعتبر موارد الليثيوم نادرة نسبيًا، وقد يكون لتعدين الليثيوم ومعالجته أيضًا تأثيرات معينة على البيئة. ولذلك، تعد بطاريات أيونات الصوديوم خيارًا أكثر مراعاة للبيئة عند النظر في الاستدامة.

ومع ذلك، لا تزال بطاريات أيون الصوديوم في المراحل الأولى من التطوير والتسويق، ولا تزال هناك بعض تحديات الإنتاج مقارنة ببطاريات أيون الليثيوم، مثل الحجم الأكبر والوزن الأثقل ومعدلات الشحن والتفريغ الأبطأ. ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا والأبحاث المتعمقة، من المتوقع أن تصبح بطاريات أيون الصوديوم تكنولوجيا بطاريات ذات آفاق تطبيق واسعة.

المزايا المطلقة لبطاريات أيون الصوديوم

الميزة الكبيرة لبطاريات أيونات الصوديوم هي تكلفتها المنخفضة، وهي ميزة واضحة على بطاريات الليثيوم. تستخدم بطاريات الليثيوم الليثيوم كمادة خام، وظل سعر الليثيوم مرتفعًا، مما يجعل تعدين معدن الليثيوم ومعالجته عملاً مربحًا للغاية. تبلغ تكلفة إنتاج معدن الليثيوم للطن حوالي 5000 دولار أمريكي إلى 8000 دولار أمريكي.

ومن الجدير بالذكر أن ما بين 5000 إلى 8000 دولار هي مجرد تكلفة تعدين وإنتاج الليثيوم، وسعر الليثيوم في السوق أعلى بكثير من هذا الرقم. ويُباع الليثيوم في السوق بأكثر من عشرة أضعاف هذا المبلغ، وفقًا للبيانات العامة الصادرة عن شركة أسهم خاصة مقرها نيويورك تستثمر في صناعة السيارات الكهربائية.

إذا أخذنا الولايات المتحدة كمثال، ونظراً لهوامش الربح الضخمة، فإن المستثمرين والبنوك حريصون على الاستثمار أو الإقراض لمشاريع تعدين الليثيوم أو معالجة الليثيوم. حتى أن الولايات المتحدة تقدم منحًا بقيمة عشرات الملايين من الدولارات للمنقبين عن الليثيوم ومعالجيه. الليثيوم ليس نادرًا على الأرض، لكنه لم يكن ذا قيمة كبيرة حتى بدأت مبيعات السيارات الكهربائية في الارتفاع.

ومع ارتفاع الطلب، تسارع الصناعة لفتح مناجم جديدة وتزيد مصانع المعالجة من قدرتها على معالجة الخام. ارتفع سعر الليثيوم، وشكل تدريجياً سوقاً احتكارية. كما بدأت شركات صناعة السيارات في القلق بشأن نقص الليثيوم وارتفاع الأسعار. حتى شركات صناعة السيارات الكبرى مثل تسلا سوف تشارك بشكل مباشر في أعمال الليثيوم. أدى قلق صانعي السيارات بشأن مادة الليثيوم الخام إلى ظهور بطاريات أيونات الصوديوم.