Bateri natrium yang menjimatkan kos dijangka akan menggantikan bateri litium

Bateri natrium-ion secara senyap-senyap muncul sebagai teknologi penyimpanan tenaga baharu berprofil tinggi. Berbanding dengan bateri litium-ion yang terkenal, bateri natrium-ion mempunyai banyak ciri dan potensi yang menarik. Sumber natrium agak banyak dan tersedia secara meluas. Bateri natrium juga berfungsi dengan baik dari segi ketumpatan penyimpanan tenaga dan boleh digunakan dalam banyak bidang termasuk kenderaan elektrik.

Prinsip dan definisi bateri ion natrium

Bateri natrium-ion ialah teknologi bateri boleh dicas semula serupa dengan bateri litium, tetapi ia sangat berbeza dalam bahan mentah. Bateri natrium-ion menggunakan ion natrium untuk memindahkan cas antara elektrod positif dan negatif bateri untuk menyimpan dan membebaskan tenaga, manakala bateri litium-ion menggunakan ion litium untuk pemindahan cas.

Apabila bateri natrium-ion dicas, ion natrium meninggalkan bahan elektrod positif dan bergerak melalui elektrolit ke dalam bahan elektrod negatif untuk penyimpanan. Proses ini boleh diterbalikkan, bermakna bateri natrium-ion boleh dicas dan dinyahcas berkali-kali. Apabila tenaga yang disimpan perlu dibebaskan, bateri beroperasi secara terbalik, dengan ion natrium dibebaskan daripada bahan negatif dan dikembalikan kepada bahan positif melalui elektrolit, menghasilkan arus elektrik.

Sebaliknya, kelebihan bateri natrium-ion ialah ketersediaan yang luas dan kos sumber natrium yang agak rendah, dan kehadiran natrium yang banyak dalam kerak bumi menjadikannya pilihan yang lebih mampan. Sumber litium agak terhad, dan perlombongan dan pemprosesan litium juga mungkin mempunyai kesan tertentu terhadap alam sekitar. Oleh itu, bateri natrium-ion adalah pilihan yang lebih hijau apabila mempertimbangkan kemampanan.

Walau bagaimanapun, bateri natrium-ion masih dalam peringkat awal pembangunan dan pengkomersilan, dan masih terdapat beberapa cabaran pengeluaran berbanding bateri litium-ion, seperti saiz yang lebih besar, berat yang lebih berat dan kadar pengecasan dan nyahcas yang lebih perlahan. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan teknologi dan penyelidikan yang mendalam, bateri natrium-ion dijangka menjadi teknologi bateri dengan prospek aplikasi yang luas.

Kelebihan mutlak bateri natrium-ion

Kelebihan ketara bateri natrium-ion ialah kosnya yang rendah, kelebihan yang jelas berbanding bateri litium. Bateri litium menggunakan litium sebagai bahan mentah, dan harga litium kekal tinggi, menjadikan perlombongan dan pemprosesan logam litium sebagai perniagaan yang sangat menguntungkan. Kos pengeluaran logam litium setiap tan adalah kira-kira AS$5,000 hingga AS$8,000.

Perlu diingat bahawa $5,000 hingga $8,000 hanyalah kos perlombongan dan pengeluaran litium, dan harga pasaran litium jauh lebih tinggi daripada angka ini. Litium dijual di pasaran lebih daripada sepuluh kali ganda jumlah itu, menurut data awam daripada firma ekuiti persendirian yang berpangkalan di New York yang melabur dalam industri kenderaan elektrik.

Mengambil Amerika Syarikat sebagai contoh, memandangkan margin keuntungan yang besar, pelabur dan bank tidak sabar-sabar untuk melabur atau memberi pinjaman kepada projek perlombongan litium atau pemprosesan litium. Amerika Syarikat juga menyediakan geran bernilai puluhan juta dolar kepada pencari dan pemproses litium. Litium bukan sesuatu yang luar biasa di Bumi, tetapi ia tidak dianggap sangat berharga sehingga jualan kereta elektrik mula berlepas.

Apabila permintaan meningkat, industri berebut untuk membuka lombong baharu dan kilang pemprosesan meningkatkan kapasiti mereka untuk memproses bijih. Harga litium telah melambung tinggi, secara beransur-ansur membentuk pasaran monopoli. Pembuat kereta juga mula bimbang tentang kekurangan litium dan kenaikan harga. Malah pembuat kereta utama seperti Tesla akan terlibat secara langsung dalam perniagaan litium. Kebimbangan pembuat kereta terhadap bahan mentah litium menimbulkan bateri natrium-ion.