Kustannustehokkaiden natriumparistojen odotetaan korvaavan litiumparistot

Natrium-ioni-akut ovat hiljaa nousemassa korkean profiilin uudeksi energian varastointitekniikaksi. Verrattuna tunnettuihin litiumioniakkuihin, natrium-ioni-akuissa on monia jännittäviä ominaisuuksia ja potentiaalia. Natriumvarat ovat suhteellisen runsaat ja laajalti saatavilla. Natriumakut toimivat hyvin myös energian varastointitiheyden suhteen, ja niitä voidaan käyttää monilla aloilla, mukaan lukien sähköajoneuvot.

Natriumioniakun periaate ja määritelmä

Natrium-ioni-akut ovat ladattava akkutekniikka, joka muistuttaa litiumakkuja, mutta ne eroavat suuresti raaka-aineiltaan. Natriumioniakut käyttävät natriumioneja siirtämään varauksen akun positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä energian varastoimiseksi ja vapauttamiseksi, kun taas litiumioniakut käyttävät litiumioneja varauksen siirtoon.

Kun natrium-ioniakku ladataan, natriumionit poistuvat positiivisesta elektrodimateriaalista ja siirtyvät elektrolyytin läpi negatiiviseen elektrodimateriaaliin varastointia varten. Tämä prosessi on palautuva, mikä tarkoittaa, että natrium-ioni-akkuja voidaan ladata ja purkaa monta kertaa. Kun varastoitu energia on vapautettava, akku toimii päinvastoin, jolloin natriumionit vapautuvat negatiivisesta materiaalista ja palautetaan positiiviseen materiaaliin elektrolyytin kautta, jolloin syntyy sähkövirta.

Sen sijaan natrium-ioni-akkujen etuna on natriumresurssien laaja saatavuus ja suhteellisen alhainen hinta, ja natriumin runsas esiintyminen maankuoressa tekee siitä kestävämmän vaihtoehdon. Litiumvarat ovat suhteellisen niukat, ja myös litiumin louhinnalla ja käsittelyllä voi olla tiettyjä vaikutuksia ympäristöön. Siksi natrium-ioni-akut ovat vihreämpi vaihtoehto kestävän kehityksen kannalta.

Natrium-ioni-akut ovat kuitenkin vielä kehitys- ja kaupallistamisvaiheessa, ja litiumioniakkuihin verrattuna tuotantoon liittyy vielä joitain haasteita, kuten suurempi koko, raskaampi paino ja hitaammat lataus- ja purkausnopeudet. Teknologian edistymisen ja perusteellisen tutkimuksen myötä natrium-ioni-akuista odotetaan kuitenkin muodostuvan akkuteknologiaa, jolla on laajat sovellusmahdollisuudet.

Natrium-ioni-akkujen ehdottomat edut

Natrium-ioni-akkujen merkittävä etu on niiden alhainen hinta, selkeä etu litiumakkuihin verrattuna. Litiumparistot käyttävät litiumia raaka-aineena ja litiumin hinta on pysynyt korkeana, mikä tekee litiummetallin louhinnasta ja käsittelystä erittäin kannattavaa liiketoimintaa. Litiummetallin tuotantokustannukset tonnia kohden ovat noin 5 000 - 8 000 dollaria.

On syytä huomata, että 5 000–8 000 dollaria ovat vain litiumin louhinnan ja tuotannon kustannukset, ja litiumin markkinahinta on paljon korkeampi kuin tämä luku. Litiumia myydään markkinoilla yli kymmenkertaisella hinnalla sähköajoneuvoteollisuuteen sijoittavan newyorkilaisen pääomasijoitusyhtiön julkisten tietojen mukaan.

Kun otetaan esimerkkinä Yhdysvallat, valtavien voittomarginaalien vuoksi sijoittajat ja pankit ovat innokkaita investoimaan tai lainaamaan litiumin kaivos- tai litiumin käsittelyprojekteja. Yhdysvallat jopa myöntää kymmenien miljoonien dollarien arvosta avustuksia litiumin etsintä- ja jalostajalle. Litium ei ole harvinaista maapallolla, mutta sitä ei pidetty kovinkaan arvokkaana ennen kuin sähköautojen myynti alkoi nousta.

Kysynnän kasvaessa teollisuus pyrkii avaamaan uusia kaivoksia ja jalostuslaitokset lisäävät kapasiteettiaan malmin käsittelyssä. Litiumin hinta on noussut jyrkästi muodostaen vähitellen monopolimarkkinat. Autovalmistajat ovat myös alkaneet olla huolissaan litiumin puutteesta ja hintojen noususta. Jopa suuret autonvalmistajat, kuten Tesla, tulevat suoraan mukaan litiumliiketoimintaan. Autovalmistajien huoli raaka-aineesta litiumista johti natrium-ioni-akkuihin.