סוללות נתרן חסכוניות צפויות להחליף את סוללות הליתיום

סוללות נתרן-יון מופיעות בשקט כטכנולוגיית אחסון אנרגיה חדשה בעלת פרופיל גבוה. בהשוואה לסוללות הליתיום-יון המוכרות, לסוללות נתרן-יון יש הרבה תכונות ופוטנציאל מרגשים. משאבי נתרן נמצאים בשפע יחסית וזמינים באופן נרחב. סוללות נתרן מתפקדות היטב גם מבחינת צפיפות אגירת האנרגיה וניתן להשתמש בהן בתחומים רבים כולל רכבים חשמליים.

עיקרון והגדרה של סוללת יון נתרן

סוללות סודיום-יון הן טכנולוגיית סוללה נטענת הדומה לסוללות ליתיום, אך הן שונות מאוד בחומרי הגלם. סוללות נתרן-יון משתמשות ביוני נתרן כדי להעביר מטען בין האלקטרודות החיוביות והשליליות של הסוללה כדי לאגור ולשחרר אנרגיה, בעוד שסוללות ליתיום-יון משתמשות ביוני ליתיום להעברת מטען.

כאשר סוללת נתרן-יון נטענת, יוני נתרן עוזבים את חומר האלקטרודה החיובית ועוברים דרך האלקטרוליט אל חומר האלקטרודה השלילי לאחסון. תהליך זה הוא הפיך, כלומר ניתן לטעון ולפרוק סוללות נתרן-יון פעמים רבות. כאשר יש צורך לשחרר את האנרגיה האצורה, הסוללה פועלת הפוך, כאשר יוני נתרן משתחררים מהחומר השלילי ומוחזרים לחומר החיובי דרך האלקטרוליט, ויוצרים זרם חשמלי.

לעומת זאת, היתרון של סוללות נתרן-יון הוא הזמינות הרחבה והעלות הנמוכה יחסית של משאבי הנתרן, והנוכחות השופעת של הנתרן בקרום כדור הארץ הופכת אותו לאופציה בת קיימא יותר. משאבי ליתיום הם נדירים יחסית, ולכרייה ועיבוד ליתיום עשויות להיות גם השפעות מסוימות על הסביבה. לכן, סוללות נתרן-יון הן אופציה ירוקה יותר כאשר בוחנים קיימות.

עם זאת, סוללות נתרן-יון נמצאות עדיין בשלבים מוקדמים של פיתוח ומסחור, ועדיין ישנם כמה אתגרי ייצור בהשוואה לסוללות ליתיום-יון, כגון גודל גדול יותר, משקל כבד יותר וקצב טעינה ופריקה איטי יותר. עם זאת, עם התקדמות הטכנולוגיה והמחקר המעמיק, סוללות נתרן-יון צפויות להפוך לטכנולוגיית סוללות עם סיכויי יישום רחבים.

היתרונות המוחלטים של סוללות נתרן-יון

יתרון משמעותי של סוללות סודיום-יון הוא העלות הנמוכה שלהן, יתרון ברור על סוללות ליתיום. סוללות ליתיום משתמשות בליתיום כחומר גלם, ומחיר הליתיום נשאר גבוה, מה שהופך את הכרייה והעיבוד של מתכת ליתיום לעסק רווחי ביותר. עלות הייצור של מתכת ליתיום לטון היא כ-5,000 עד 8,000 דולר ארה"ב.

ראוי לציין ש-5,000 עד 8,000 דולר הם רק עלות הכרייה והייצור של ליתיום, ומחיר הליתיום בשוק גבוה בהרבה מהנתון הזה. ליתיום נמכר בשוק ביותר מפי עשרה מזה, על פי נתונים פומביים של חברת פרייבט אקוויטי מניו יורק המשקיעה בתעשיית הרכב החשמלי.

אם לוקחים את ארצות הברית כדוגמה, בהתחשב בשולי הרווח העצומים, משקיעים ובנקים להוטים להשקיע או להלוות לפרויקטים של כריית ליתיום או עיבוד ליתיום. ארצות הברית אפילו מעניקה מענקים בשווי עשרות מיליוני דולרים למחפשי ומעבדי ליתיום. ליתיום אינו נדיר בכדור הארץ, אך הוא לא נחשב בעל ערך רב עד שהחלו להמריא מכירות של מכוניות חשמליות.

כשהביקוש גואה, התעשייה מתאמצת לפתוח מכרות חדשים ומפעלי עיבוד מגדילים את יכולתם לעבד את העפרה. מחיר הליתיום זינק, ויצר בהדרגה שוק מונופול. גם יצרניות הרכב החלו לדאוג ממחסור בליתיום ועליית מחירים. אפילו יצרניות רכב גדולות כמו טסלה יתערבו ישירות בעסקי הליתיום. החרדה של יצרניות הרכב מחומר הגלם ליתיום הולידה סוללות נתרן-יון.