انتظار می رود باتری های سدیم مقرون به صرفه جایگزین باتری های لیتیومی شوند

باتری های یون سدیم بی سر و صدا به عنوان یک فناوری جدید ذخیره سازی انرژی در حال ظهور هستند. در مقایسه با باتری های لیتیوم یون معروف، باتری های سدیم یون دارای ویژگی ها و پتانسیل های هیجان انگیز زیادی هستند. منابع سدیم نسبتاً فراوان و در دسترس هستند. باتری های سدیمی همچنین از نظر چگالی ذخیره انرژی عملکرد خوبی دارند و می توانند در بسیاری از زمینه ها از جمله وسایل نقلیه الکتریکی استفاده شوند.

اصل و تعریف باتری یون سدیم

باتری‌های یون سدیم یک فناوری باتری‌های قابل شارژ مشابه باتری‌های لیتیومی هستند، اما در مواد اولیه تفاوت زیادی دارند. باتری های یون سدیم از یون های سدیم برای انتقال بار بین الکترودهای مثبت و منفی باتری برای ذخیره و آزادسازی انرژی استفاده می کنند، در حالی که باتری های لیتیوم یون از یون های لیتیوم برای انتقال شارژ استفاده می کنند.

هنگامی که یک باتری یون سدیم شارژ می شود، یون های سدیم مواد الکترود مثبت را ترک می کنند و از طریق الکترولیت به مواد الکترود منفی برای ذخیره سازی حرکت می کنند. این فرآیند برگشت پذیر است، به این معنی که باتری های یون سدیم می توانند بارها شارژ و دشارژ شوند. هنگامی که انرژی ذخیره شده باید آزاد شود، باتری به صورت معکوس عمل می کند و یون های سدیم از مواد منفی آزاد می شوند و از طریق الکترولیت به ماده مثبت باز می گردند و جریان الکتریکی ایجاد می کنند.

در مقابل، مزیت باتری‌های یون سدیم در دسترس بودن گسترده و هزینه نسبتاً پایین منابع سدیم است و حضور فراوان سدیم در پوسته زمین آن را به گزینه‌ای پایدارتر تبدیل می‌کند. منابع لیتیوم نسبتا کمیاب هستند و استخراج و پردازش لیتیوم ممکن است اثرات خاصی بر محیط زیست داشته باشد. بنابراین، باتری‌های یون سدیم گزینه‌ای سبزتر هنگام در نظر گرفتن پایداری هستند.

با این حال، باتری‌های یون سدیم هنوز در مراحل اولیه توسعه و تجاری‌سازی هستند، و هنوز هم برخی از چالش‌های تولید در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یونی، مانند اندازه بزرگ‌تر، وزن سنگین‌تر، و سرعت شارژ و دشارژ آهسته‌تر وجود دارد. با این حال، با پیشرفت فناوری و تحقیقات عمیق، انتظار می‌رود باتری‌های یون سدیم به یک فناوری باتری با چشم‌انداز کاربردی گسترده تبدیل شوند.

مزایای مطلق باتری های سدیم یون

مزیت قابل توجه باتری های یون سدیم قیمت پایین آنهاست که یک مزیت آشکار نسبت به باتری های لیتیومی است. باتری‌های لیتیومی از لیتیوم به‌عنوان ماده خام استفاده می‌کنند و قیمت لیتیوم همچنان بالاست و استخراج و پردازش فلز لیتیوم را به یک تجارت بسیار سودآور تبدیل کرده است. هزینه تولید فلز لیتیوم در هر تن حدود 5000 تا 8000 دلار آمریکا است.

شایان ذکر است که 5000 تا 8000 دلار فقط هزینه استخراج و تولید لیتیوم است و قیمت لیتیوم در بازار بسیار بالاتر از این رقم است. بر اساس داده های عمومی از یک شرکت سهام خصوصی مستقر در نیویورک که در صنعت خودروهای الکتریکی سرمایه گذاری می کند، لیتیوم بیش از ده برابر این مقدار در بازار فروخته می شود.

با در نظر گرفتن ایالات متحده به عنوان مثال، با توجه به حاشیه سود زیاد، سرمایه گذاران و بانک ها مشتاق سرمایه گذاری یا وام دادن به پروژه های استخراج لیتیوم یا پردازش لیتیوم هستند. ایالات متحده حتی ده ها میلیون دلار کمک مالی به کاوشگران و پردازنده های لیتیوم می دهد. لیتیوم در زمین غیرمعمول نیست، اما تا زمانی که فروش خودروهای الکتریکی شروع به کار کرد، چندان با ارزش تلقی نمی شد.

با افزایش تقاضا، صنعت برای افتتاح معادن جدید تلاش می کند و کارخانه های فرآوری ظرفیت خود را برای فرآوری سنگ معدن افزایش می دهد. قیمت لیتیوم افزایش یافته است و به تدریج بازار انحصاری را تشکیل می دهد. خودروسازان نیز نگران کمبود لیتیوم و افزایش قیمت ها شده اند. حتی خودروسازان بزرگی مانند تسلا مستقیماً در تجارت لیتیوم مشارکت خواهند داشت. نگرانی خودروسازان در مورد ماده خام لیتیوم باعث تولید باتری های سدیم یونی شد.