Stroškovno učinkovite natrijeve baterije naj bi nadomestile litijeve baterije

Natrijeve ionske baterije se tiho pojavljajo kot odmevna nova tehnologija za shranjevanje energije. V primerjavi z dobro znanimi litij-ionskimi baterijami imajo natrijeve ionske baterije številne vznemirljive lastnosti in potencial. Viri natrija so razmeroma bogati in široko dostopni. Natrijeve baterije se dobro obnesejo tudi glede gostote shranjevanja energije in se lahko uporabljajo na številnih področjih, vključno z električnimi vozili.

Načelo in definicija natrijeve ionske baterije

Natrijeve ionske baterije so baterijska tehnologija za ponovno polnjenje, podobna litijevim baterijam, vendar se močno razlikujejo po surovinah. Natrijeve ionske baterije uporabljajo natrijeve ione za prenos naboja med pozitivno in negativno elektrodo baterije za shranjevanje in sproščanje energije, medtem ko litij-ionske baterije uporabljajo litijeve ione za prenos naboja.

Ko je natrijeva ionska baterija napolnjena, natrijevi ioni zapustijo material pozitivne elektrode in se premikajo skozi elektrolit v material negativne elektrode za shranjevanje. Ta proces je reverzibilen, kar pomeni, da je mogoče natrijeve ionske baterije večkrat polniti in prazniti. Ko je treba shranjeno energijo sprostiti, baterija deluje obratno, pri čemer se natrijevi ioni sprostijo iz negativnega materiala in se skozi elektrolit vrnejo v pozitivni material, kar ustvari električni tok.

Nasprotno pa je prednost natrijevih ionskih baterij široka dostopnost in razmeroma nizka cena natrijevih virov, zaradi obilne prisotnosti natrija v zemeljski skorji pa je bolj trajnostna možnost. Viri litija so razmeroma redki, rudarjenje in predelava litija pa lahko prav tako vplivata na okolje. Zato so natrijeve ionske baterije okolju prijaznejša možnost, ko razmišljamo o trajnosti.

Vendar so natrijeve ionske baterije še vedno v zgodnjih fazah razvoja in komercializacije in še vedno obstajajo nekateri proizvodni izzivi v primerjavi z litij-ionskimi baterijami, kot so večja velikost, večja teža ter počasnejše stopnje polnjenja in praznjenja. Vendar pa se pričakuje, da bodo z napredkom tehnologije in poglobljenimi raziskavami natrijeve ionske baterije postale baterijska tehnologija s širokimi možnostmi uporabe.

Absolutne prednosti natrijevih ionskih baterij

Pomembna prednost natrijevih ionskih baterij je njihova nizka cena, očitna prednost pred litijevimi baterijami. Litijeve baterije uporabljajo litij kot surovino, cena litija pa je ostala visoka, zaradi česar je rudarjenje in predelava litijeve kovine izjemno donosen posel. Proizvodni stroški kovinskega litija na tono znašajo približno 5000 do 8000 ameriških dolarjev.

Treba je omeniti, da je 5000 do 8000 dolarjev samo strošek rudarjenja in proizvodnje litija, tržna cena litija pa je veliko višja od te številke. Po javnih podatkih družbe zasebnega kapitala s sedežem v New Yorku, ki vlaga v industrijo električnih vozil, se na trgu prodaja litij za več kot desetkrat toliko.

Če vzamemo za primer Združene države Amerike, glede na ogromne stopnje dobička vlagatelji in banke z veseljem vlagajo ali posojajo projekte rudarjenja ali predelave litija. Združene države celo zagotavljajo več deset milijonov dolarjev nepovratnih sredstev iskalcem in predelovalcem litija. Litij na Zemlji ni neobičajen, vendar ni veljal za zelo dragocenega, dokler ni začela prodaja električnih avtomobilov vzpenjati.

Ker povpraševanje narašča, si industrija prizadeva odpreti nove rudnike in predelovalni obrati povečajo svojo zmogljivost za predelavo rude. Cena litija je strmo naraščala in postopoma oblikovala monopolni trg. Proizvajalce avtomobilov je začelo skrbeti tudi pomanjkanje litija in naraščajoče cene. Celo večji proizvajalci avtomobilov, kot je Tesla, se bodo neposredno vključili v poslovanje z litijem. Zaskrbljenost proizvajalcev avtomobilov zaradi surovine litija je povzročila natrijeve ionske baterije.