Natrij ionske baterije in morebitni izzivi

Že nekaj časa se raziskovalci in zainteresirana javnost trudijo najti idealno alternativo za bolj okolju prijazno in trajnostno proizvodnjo baterij, ki bi lahko v dovoljšnji meri pokrila potrebo po baterijah, ki je ob hitrem razvoju električne mobilnosti vse večja.

Kaj so natrij ionske baterije in kako delujejo?

Gre za baterije, ki jih imenujemo tudi Na-ionske baterije. Enostavno: za shranjevanje in sproščanje energije namesto litijevih ionov uporabljajo natrijeve ione. Kot možna alternativa so se začele omenjati že v devetdesetih letih prejšnjega stoletja. 

Delujejo na podoben način kot  litij ionske baterije. Tudi te imajo dve elektrodi, ki sta ločeni z elektrolitom, torej posebno snovjo, ki bateriji omogoča premikanje ionov med obema elektrodama. In ker izbira materialov, ki jih najdemo v elektrodah in elektrolitih vpliva predvsem na zmogljivost in življenjsko dobo baterije, se strokovnjaki trudijo poiskati optimalne kombinacije materialov, s katerimi bi optimizirali stroške, zmogljivost in varnost. In v natrij ionskih  baterijah negativne elektrode in elektrolit vsebujejo natrij.

Zakaj so natrij ionske baterije primernejše od litij ionskih baterij?

V primerjavi z litij ionskimi baterijami, natrijeve ionske baterije prinašajo kar nekaj prednosti. Daleč na prvem mestu je stroškovna učinkovitost njihove izdelave, saj je natrija na razpolago precej več (recimo v morski vodi). To pomeni, da je ta element dostopnejši in cenejši za pridobivanje. 

Poleg tega te baterije za svoje delovanje ne potrebujejo kobalta, bakra in niklja. Kot vemo, so ti elementi izjemno dragi, a bistveni in sestavni del litij ionskih baterij. Natrijeve ionske baterije pa lahko v primerjavi z litij ionskimi baterijami ponudijo tudi večjo energijsko gostoto, kar pomeni, da lahko shranijo več energije v manjšem prostoru.

Natrija je na Zemlji tisočkrat več kot litija.

Obetavne raziskave glede hitrosti polnjenja

Ključna lastnost baterije za njenega uporabnika je seveda hitrost polnjena. In tudi na tem področju natrijeve ionske baterije že kažejo obetavne rezultate. Raziskovalci so namreč poročali, da se lahko (zaradi večje velikosti natrijevih ionov) natrijeve ionske baterije polnijo hitreje kot litij-ionske baterije. Večja velikost torej omogoča hitrejše premikanje znotraj baterije, kar pa ima za posledico krajši čas polnjenja. 

Razvoj natrijevih ionskih baterij je še vedno v zgodnjih fazah. Raziskav na tem področju je veliko, predvsem glede vprašanja stabilnosti natrijevih ionskih baterij. Ker imajo te baterije običajno nižjo skupno zmogljivost v primerjavi z litij-ionskimi baterijami, raziskovalci aktivno delajo na izboljšanju stabilnosti natrijevih baterij. Le tako bodo lahko namreč postale realna in upravičena alternativa.

Uporaba natrijevih ionskih baterij v EV

Dejstvo je, da je samo podpora stalnemu razvoju tista, ki lahko omogoči baterijo, ki bo po eni strani okolju prijazna, stroškovno učinkovita in hkrati primerna za množično uporabo.

Omenimo še novico izpred slabega leta dni, ko je kitajsko podjetje, ki se ukvarja s proizvodnjo baterij – Hina Battery v sodelovanju s kitajsko državno družbo China Three Gorges Corporation začelo množično proizvodnjo natrij ionskih baterij. Njihova prva generacija baterij omogoča energijsko gostoto 125 Wh/kg (cca polovica manjša energijska gostota od litij ionskih baterij). A pozor, te baterije omogočajo približno 4500 ciklov polnjenja, kar pa je občutno več kot običajne litij ionske baterije.

Isto podjetje za proizvodnjo baterij pa je v začetku leta predstavilo tudi majhen električni avtomobil, ki so ga opremili z natrij-ionskimi baterijami. Model sehol E10X, ki so ga izdelali v sodelovanju z avtomobilskim proizvajalcem Sehol, na trgu stane zgolj 7 tisoč evrov, kar že kaže trende dostopnosti, ki jih lahko na področju električne mobilnosti prinese uvedba natrijevih ionskih baterij.

Električni sehol E10X na kitajskem trgu stane zgolj 7 tisoč evrov.

V ABmobilu zadnja leta skrbno sledimo razvou baterij in novostim, ki jih ponuja trg. Med drugim smo tako pisali o bateriji z življenjsko dobo 28.000 let, pa tudi o tem kaj se zgodi, ko se baterija v električnem vozilu dokončno iztroši. Tudi v prihodnje bomo razvoju na področju baterij dosledno sledili in vas o novostih obveščali.