Er wordt verwacht dat kosteneffectieve natriumbatterijen de lithiumbatterijen zullen vervangen

Natrium-ionbatterijen komen stilletjes in opkomst als een spraakmakende nieuwe technologie voor energieopslag. Vergeleken met de bekende lithium-ionbatterijen hebben natrium-ionbatterijen veel opwindende eigenschappen en mogelijkheden. Natriumbronnen zijn relatief overvloedig en overal verkrijgbaar. Natriumbatterijen presteren ook goed wat betreft de dichtheid van energieopslag en kunnen op veel gebieden worden gebruikt, waaronder elektrische voertuigen.

Principe en definitie van natriumionbatterij

Natriumionbatterijen zijn een oplaadbare batterijtechnologie die vergelijkbaar is met lithiumbatterijen, maar ze verschillen sterk qua grondstoffen. Natriumionbatterijen gebruiken natriumionen om lading over te dragen tussen de positieve en negatieve elektroden van de batterij om energie op te slaan en vrij te geven, terwijl lithiumionbatterijen lithiumionen gebruiken voor ladingsoverdracht.

Wanneer een natriumionenbatterij wordt opgeladen, verlaten natriumionen het positieve elektrodemateriaal en bewegen zich door de elektrolyt naar het negatieve elektrodemateriaal voor opslag. Dit proces is omkeerbaar, wat betekent dat natriumionbatterijen vele malen kunnen worden opgeladen en ontladen. Wanneer de opgeslagen energie moet worden vrijgegeven, werkt de batterij in omgekeerde richting, waarbij natriumionen vrijkomen uit het negatieve materiaal en via de elektrolyt terugkeren naar het positieve materiaal, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

Het voordeel van natriumionbatterijen is daarentegen de ruime beschikbaarheid en relatief lage kosten van natriumbronnen, en de overvloedige aanwezigheid van natrium in de aardkorst maakt het een duurzamere optie. Lithiumbronnen zijn relatief schaars, en de winning en verwerking van lithium kan ook bepaalde gevolgen hebben voor het milieu. Daarom zijn natriumionbatterijen een groenere optie als het gaat om duurzaamheid.

Natrium-ionbatterijen bevinden zich echter nog in de beginfase van ontwikkeling en commercialisering, en er zijn nog steeds enkele productie-uitdagingen in vergelijking met lithium-ionbatterijen, zoals groter formaat, zwaarder gewicht en langzamere laad- en ontlaadsnelheden. Met de vooruitgang van de technologie en diepgaand onderzoek wordt echter verwacht dat natriumionbatterijen een batterijtechnologie zullen worden met brede toepassingsmogelijkheden.

De absolute voordelen van natrium-ionbatterijen

Een belangrijk voordeel van natriumionbatterijen zijn de lage kosten, een duidelijk voordeel ten opzichte van lithiumbatterijen. Lithiumbatterijen gebruiken lithium als grondstof en de prijs van lithium is hoog gebleven, waardoor de winning en verwerking van lithiummetaal een uiterst winstgevende onderneming is. De productiekosten van lithiummetaal per ton bedragen ongeveer 5.000 tot 8.000 dollar.

Het is vermeldenswaard dat $5.000 tot $8.000 slechts de kosten zijn van de mijnbouw en productie van lithium, en dat de marktprijs van lithium veel hoger is dan dit cijfer. Lithium wordt voor meer dan tien keer zoveel op de markt verkocht, blijkt uit openbare gegevens van een in New York gevestigde private-equityfirma die investeert in de elektrische auto-industrie.

Als we de Verenigde Staten als voorbeeld nemen, willen investeerders en banken, gezien de enorme winstmarges, graag investeren of lenen voor lithiummijnbouw- of lithiumverwerkingsprojecten. De Verenigde Staten verstrekken zelfs subsidies ter waarde van tientallen miljoenen dollars aan lithiumzoekers en -verwerkers. Lithium is niet ongebruikelijk op aarde, maar werd niet als zeer waardevol beschouwd totdat de verkoop van elektrische auto's een vlucht nam.

Terwijl de vraag enorm stijgt, haast de industrie zich om nieuwe mijnen te openen en vergroten verwerkingsfabrieken hun capaciteit om het erts te verwerken. De prijs van lithium is enorm gestegen, waardoor er geleidelijk een monopoliemarkt is ontstaan. Autofabrikanten beginnen zich ook zorgen te maken over lithiumtekorten en stijgende prijzen. Zelfs grote autofabrikanten zoals Tesla zullen rechtstreeks betrokken raken bij de lithiumsector. De bezorgdheid van autofabrikanten over de grondstof lithium leidde tot natriumionbatterijen.