Omkostningseffektive natriumbatterier forventes at erstatte lithiumbatterier

Natrium-ion-batterier dukker stille og roligt op som en højprofileret ny energilagringsteknologi. Sammenlignet med de velkendte lithium-ion-batterier har natrium-ion-batterier mange spændende funktioner og potentialer. Natriumressourcer er relativt rigelige og bredt tilgængelige. Natriumbatterier fungerer også godt med hensyn til energilagringstæthed og kan bruges på mange områder, herunder elektriske køretøjer.

Princip og definition af natriumionbatteri

Natrium-ion-batterier er en genopladelig batteriteknologi, der ligner lithium-batterier, men de adskiller sig meget i råmaterialer. Natrium-ion-batterier bruger natriumioner til at overføre ladning mellem batteriets positive og negative elektroder til at lagre og frigive energi, mens lithium-ion-batterier bruger lithium-ioner til ladningsoverførsel.

Når et natriumionbatteri oplades, forlader natriumioner det positive elektrodemateriale og bevæger sig gennem elektrolytten ind i det negative elektrodemateriale til opbevaring. Denne proces er reversibel, hvilket betyder, at natrium-ion-batterier kan oplades og aflades mange gange. Når den lagrede energi skal frigives, fungerer batteriet omvendt, hvor natriumioner frigives fra det negative materiale og returneres til det positive materiale gennem elektrolytten, hvilket skaber en elektrisk strøm.

I modsætning hertil er fordelen ved natrium-ion-batterier den brede tilgængelighed og relativt lave omkostninger ved natriumressourcer, og natriums rigelige tilstedeværelse i jordskorpen gør det til en mere bæredygtig mulighed. Lithiumressourcer er relativt knappe, og minedrift og forarbejdning af lithium kan også have visse indvirkninger på miljøet. Derfor er natrium-ion-batterier en grønnere mulighed, når man overvejer bæredygtighed.

Natrium-ion-batterier er dog stadig i de tidlige stadier af udvikling og kommercialisering, og der er stadig nogle produktionsudfordringer sammenlignet med lithium-ion-batterier, såsom større størrelse, tungere vægt og langsommere op- og afladningshastigheder. Men med fremskridt inden for teknologi og dybdegående forskning forventes natrium-ion-batterier at blive en batteriteknologi med brede anvendelsesmuligheder.

De absolutte fordele ved natrium-ion-batterier

En væsentlig fordel ved natrium-ion-batterier er deres lave pris, en klar fordel i forhold til lithium-batterier. Lithium-batterier bruger lithium som råmateriale, og prisen på lithium er forblevet høj, hvilket gør minedrift og forarbejdning af lithiummetal til en yderst profitabel forretning. Produktionsomkostningerne for lithiummetal pr. ton er omkring US$5.000 til US$8.000.

Det er værd at bemærke, at $5.000 til $8.000 kun er omkostningerne ved minedrift og produktion af lithium, og markedsprisen på lithium er meget højere end dette tal. Lithium sælges på markedet for mere end ti gange det beløb, ifølge offentlige data fra et New York-baseret private equity-firma, der investerer i elbilindustrien.

Tager man USA som eksempel, i betragtning af de enorme fortjenstmargener, er investorer og banker ivrige efter at investere eller låne ud til lithiumminedrift eller lithiumforarbejdningsprojekter. USA giver endda tilskud for titusindvis af millioner dollars til lithiumprospektører og -processorer. Lithium er ikke ualmindeligt på Jorden, men det blev ikke anset for meget værdifuldt, før salget af elbiler begyndte at tage fart.

Efterhånden som efterspørgslen stiger, kæmper industrien for at åbne nye miner, og forarbejdningsanlæg øger deres kapacitet til at forarbejde malmen. Prisen på lithium er steget kraftigt og har gradvist dannet et monopolmarked. Bilproducenter er også begyndt at bekymre sig om lithiummangel og stigende priser. Selv store bilproducenter som Tesla vil blive direkte involveret i lithiumbranchen. Bilproducenters angst for råmaterialet lithium gav anledning til natrium-ion-batterier.