Οι οικονομικές μπαταρίες νατρίου αναμένεται να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου αναδύονται αθόρυβα ως μια νέα τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας υψηλού προφίλ. Σε σύγκριση με τις γνωστές μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου έχουν πολλά συναρπαστικά χαρακτηριστικά και δυνατότητες. Οι πόροι νατρίου είναι σχετικά άφθονοι και ευρέως διαθέσιμοι. Οι μπαταρίες νατρίου έχουν επίσης καλή απόδοση όσον αφορά την πυκνότητα αποθήκευσης ενέργειας και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών οχημάτων.

Αρχή και ορισμός της μπαταρίας ιόντων νατρίου

Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου είναι μια τεχνολογία επαναφορτιζόμενων μπαταριών παρόμοια με τις μπαταρίες λιθίου, αλλά διαφέρουν πολύ στις πρώτες ύλες. Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου χρησιμοποιούν ιόντα νατρίου για τη μεταφορά φορτίου μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων της μπαταρίας για αποθήκευση και απελευθέρωση ενέργειας, ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν ιόντα λιθίου για τη μεταφορά φορτίου.

Όταν μια μπαταρία ιόντων νατρίου φορτίζεται, τα ιόντα νατρίου εγκαταλείπουν το υλικό του θετικού ηλεκτροδίου και μετακινούνται μέσω του ηλεκτρολύτη στο υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου για αποθήκευση. Αυτή η διαδικασία είναι αναστρέψιμη, πράγμα που σημαίνει ότι οι μπαταρίες ιόντων νατρίου μπορούν να φορτιστούν και να αποφορτιστούν πολλές φορές. Όταν πρέπει να απελευθερωθεί η αποθηκευμένη ενέργεια, η μπαταρία λειτουργεί αντίστροφα, με τα ιόντα νατρίου να απελευθερώνονται από το αρνητικό υλικό και να επιστρέφουν στο θετικό υλικό μέσω του ηλεκτρολύτη, δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα.

Αντίθετα, το πλεονέκτημα των μπαταριών ιόντων νατρίου είναι η ευρεία διαθεσιμότητα και το σχετικά χαμηλό κόστος των πόρων νατρίου, και η άφθονη παρουσία του νατρίου στον φλοιό της γης τις καθιστά μια πιο βιώσιμη επιλογή. Οι πόροι λιθίου είναι σχετικά σπάνιοι και η εξόρυξη και η επεξεργασία λιθίου μπορεί επίσης να έχουν ορισμένες επιπτώσεις στο περιβάλλον. Επομένως, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου είναι μια πιο πράσινη επιλογή όταν εξετάζεται η βιωσιμότητα.

Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου βρίσκονται ακόμα στα αρχικά στάδια ανάπτυξης και εμπορευματοποίησης και εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις παραγωγής σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, όπως μεγαλύτερο μέγεθος, βαρύτερο βάρος και χαμηλότεροι ρυθμοί φόρτισης και εκφόρτισης. Ωστόσο, με την πρόοδο της τεχνολογίας και την εις βάθος έρευνα, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου αναμένεται να γίνουν τεχνολογία μπαταριών με ευρείες προοπτικές εφαρμογής.

Τα απόλυτα πλεονεκτήματα των μπαταριών ιόντων νατρίου

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των μπαταριών ιόντων νατρίου είναι το χαμηλό τους κόστος, ένα σαφές πλεονέκτημα σε σχέση με τις μπαταρίες λιθίου. Οι μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούν λίθιο ως πρώτη ύλη και η τιμή του λιθίου παρέμεινε υψηλή, καθιστώντας την εξόρυξη και την επεξεργασία μετάλλου λιθίου μια εξαιρετικά κερδοφόρα επιχείρηση. Το κόστος παραγωγής του μετάλλου λιθίου ανά τόνο είναι περίπου 5.000 $ έως 8.000 $ ΗΠΑ.

Αξίζει να σημειωθεί ότι από 5.000 έως 8.000 δολάρια είναι μόνο το κόστος εξόρυξης και παραγωγής λιθίου και η τιμή αγοράς του λιθίου είναι πολύ υψηλότερη από αυτό το ποσό. Το λίθιο πωλείται στην αγορά για περισσότερο από δεκαπλάσιο ποσό, σύμφωνα με δημόσια στοιχεία μιας εταιρείας ιδιωτικών μετοχών με έδρα τη Νέα Υόρκη που επενδύει στη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων.

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τις Ηνωμένες Πολιτείες, δεδομένων των τεράστιων περιθωρίων κέρδους, οι επενδυτές και οι τράπεζες είναι πρόθυμοι να επενδύσουν ή να δανείσουν σε έργα εξόρυξης λιθίου ή επεξεργασίας λιθίου. Οι Ηνωμένες Πολιτείες παρέχουν ακόμη και επιχορηγήσεις αξίας δεκάδων εκατομμυρίων δολαρίων σε ερευνητές και μεταποιητές λιθίου. Το λίθιο δεν είναι ασυνήθιστο στη Γη, αλλά δεν θεωρήθηκε πολύ πολύτιμο έως ότου οι πωλήσεις ηλεκτρικών αυτοκινήτων άρχισαν να απογειώνονται.

Καθώς η ζήτηση αυξάνεται, η βιομηχανία προσπαθεί να ανοίξει νέα ορυχεία και εργοστάσια επεξεργασίας αυξάνουν την ικανότητά τους να επεξεργάζονται το μετάλλευμα. Η τιμή του λιθίου εκτοξεύτηκε στα ύψη, σχηματίζοντας σταδιακά μια μονοπωλιακή αγορά. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν αρχίσει επίσης να ανησυχούν για τις ελλείψεις λιθίου και την αύξηση των τιμών. Ακόμη και μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες όπως η Tesla θα εμπλακούν άμεσα στην επιχείρηση λιθίου. Το άγχος των αυτοκινητοβιομηχανιών για την πρώτη ύλη λιθίου οδήγησε στη δημιουργία μπαταριών ιόντων νατρίου.