Tikimasi, kad ličio baterijas pakeis ekonomiškos natrio baterijos

Natrio jonų baterijos tyliai atsiranda kaip aukšto lygio nauja energijos kaupimo technologija. Palyginti su gerai žinomais ličio jonų akumuliatoriais, natrio jonų baterijos turi daug įdomių savybių ir potencialo. Natrio ištekliai yra gana gausūs ir plačiai prieinami. Natrio baterijos taip pat gerai išlaiko energijos tankį ir gali būti naudojamos daugelyje sričių, įskaitant elektrines transporto priemones.

Natrio jonų akumuliatoriaus veikimo principas ir apibrėžimas

Natrio jonų baterijos yra įkraunamų baterijų technologija, panaši į ličio baterijas, tačiau jos labai skiriasi žaliavomis. Natrio jonų baterijos naudoja natrio jonus, kad perduotų krūvį tarp teigiamo ir neigiamo akumuliatoriaus elektrodų, kad kauptų ir išleistų energiją, o ličio jonų baterijos naudoja ličio jonus įkrovimui perduoti.

Kai įkraunamas natrio jonų akumuliatorius, natrio jonai palieka teigiamą elektrodo medžiagą ir per elektrolitą patenka į neigiamą elektrodo medžiagą saugojimui. Šis procesas yra grįžtamasis, tai reiškia, kad natrio jonų baterijas galima įkrauti ir iškrauti daug kartų. Kai reikia išleisti sukauptą energiją, baterija veikia atvirkščiai, natrio jonai išsiskiria iš neigiamos medžiagos ir per elektrolitą grįžta į teigiamą medžiagą, sukuriant elektros srovę.

Priešingai, natrio jonų baterijų pranašumas yra platus natrio išteklių prieinamumas ir santykinai mažos kainos, o dėl gausaus natrio buvimo žemės plutoje tai yra tvaresnis pasirinkimas. Ličio ištekliai yra gana menki, o ličio kasyba ir perdirbimas taip pat gali turėti tam tikrą poveikį aplinkai. Todėl natrio jonų akumuliatoriai yra ekologiškesnis pasirinkimas svarstant apie tvarumą.

Tačiau natrio jonų baterijos vis dar tik pradedamos kurti ir parduoti, todėl, palyginti su ličio jonų baterijomis, vis dar kyla tam tikrų gamybos iššūkių, pvz., didesnio dydžio, sunkesnio svorio ir lėtesnio įkrovimo bei iškrovimo greičio. Tačiau tobulėjant technologijoms ir atliekant nuodugnius tyrimus, tikimasi, kad natrio jonų baterijos taps baterijų technologija su plačiomis taikymo perspektyvomis.

Absoliutūs natrio jonų akumuliatorių pranašumai

Reikšmingas natrio jonų baterijų pranašumas yra jų maža kaina, aiškus pranašumas prieš ličio baterijas. Ličio baterijose naudojamas litis kaip žaliava, o ličio kaina išliko aukšta, todėl ličio metalo kasyba ir perdirbimas yra itin pelningas verslas. Ličio metalo gamybos kaina už toną yra apie 5000–8000 JAV dolerių.

Verta paminėti, kad 5000–8000 USD yra tik ličio kasybos ir gamybos sąnaudos, o ličio rinkos kaina yra daug didesnė už šį skaičių. Remiantis Niujorke įsikūrusios privataus kapitalo įmonės, investuojančios į elektromobilių pramonę, viešais duomenimis, ličio rinkoje parduodama daugiau nei dešimt kartų didesnę sumą.

Pavyzdžiui, JAV, atsižvelgiant į didžiules pelno maržas, investuotojai ir bankai nori investuoti arba skolinti ličio kasybos ar ličio perdirbimo projektams. Jungtinės Valstijos net skiria dešimčių milijonų dolerių vertės dotacijas ličio ieškotojams ir perdirbėjams. Litis nėra neįprasta Žemėje, tačiau jis nebuvo laikomas labai vertingu, kol neprasidėjo elektromobilių pardavimas.

Didėjant paklausai, pramonė stengiasi atidaryti naujas kasyklas, o perdirbimo įmonės padidina savo pajėgumus apdoroti rūdą. Ličio kaina sparčiai augo, palaipsniui formuojant monopolinę rinką. Automobilių gamintojai taip pat pradėjo nerimauti dėl ličio trūkumo ir kylančių kainų. Netgi pagrindiniai automobilių gamintojai, tokie kaip Tesla, tiesiogiai įsitrauks į ličio verslą. Automobilių gamintojų nerimas dėl žaliavos ličio sukėlė natrio jonų baterijas.