Bateriile cu sodiu ar putea fi soluția așteptată pentru viitorul tehnologiilor electrice

Bateriile construite în tehnologie Sodiu-Ion ar putea fi viitorul tehnologiilor electrice. Se apropie de performanța celor Litiu-Ion, plus sunt mult mai ieftine și mai ușor de produs și mai sigure de utilizat.

Situația actuală este următoarea: mulți se tem că nu este suficient litiu în lume pentru câtă nevoie de baterii Li-Ion va fi în anii următori. Treaba asta este mai dificil de calculat cu precizie, dar este o șansă mare ca temerea să fie adevărată.

În plus, principalele zăcăminte de litiu sunt în Chile, Argentina, China și Australia, care împreună au zăcăminte de vreo 20 de milioane de tone. Litiu ușor de extras este destul de rar în natură, fiind un metal foarte reactiv și care în general a fost distrus de-a lungul milioanelor de ani de procese naturale.

Așa că intră în scenă bateriile construite pe sodiu, care au fost inventate prin 1970, dar au pierdut cursa tehnologică pentru că litiul era superior. Se pare însă că este un maraton, nu un sprint, iar sodiul revine acum în discuție și 20 de fabrici de astfel de baterii sunt deja în construcție în lume.

În general, când se discută despre nevoia de baterii lumea se gândește imediat la mașini electrice. Motivul este bun, se vând milioane pe an și fiecare conține câteva sute de kilograme de baterii pe bază de litiu.

Nevoia este însă mai mare de atât și abia acum prinde amploare. Există tot mai multe planuri pentru baterii de stocare a energiei în folosul orașelor. Companiile se prind că e bine că poți genera energie electrică din resurse regenerabile și gratuite precum soare și vânt, dar și mai bine este dacă o poți stoca undeva, astfel încât în momente de cerere mare să nu mai fie nevoie de cărbune sau nucleare.

În plus apar și autobuze electrice, iar majoritatea țărilor vor să elimine dependența de gaz și cărbune pentru industrie și consumatori. Dacă energie se ieftinește (soarele și vântul sunt nelimitate și gratuite, în fond) și vor exista și baterii pentru a o stoca, va fi mai rentabilă o plită pe inducție decât una pe gaz, încălzire electrică în locul celei pe gaz șamd. Peste 50 de ani, situația va fi diferită, asta o spune toată lumea.

Am auzit inclusiv că unele stații de încărcare a mașinilor electrice au baterii în ele pentru ca inițial să încarce mașina cu putere mare, iar când se consumă acea baterie la puterea disponibilă de la rețea în acel loc.

Bateriile sodiu-ion (Na-Ion, de la natrium, denumirea alternativă pentru sodiu) au diverse avantaje cruciale în această direcție.

Cel mai important ar fi faptul că sodiul este disponibil oriunde pe Pământ. Se poate extrage ușor din sarea din mări și oceane, dar este găsit ușor și în pământ. Poate fi nelimitat, practic, pentru scopul discuției noastre.

Structura unei baterii Na-Ion este similară. Altfel spus, complexitatea producerii unei baterii pe sodiu este similară cu a uneia pe litiu.

Bateriile pe sodiu nu mai sunt un risc de incendiu. Este în clipul de mai jos un moment în care dau unii o gaură într-o baterie de sodiu și nu pățește nimic. Una de litiu ar fi luat foc, iar genul acesta de incendiu nu se stinge prea ușor.

Bateriile pe sodiu folosesc și alte materiale care sunt mult mai simplu de obținut. Se elimină astfel și o parte din dependența de cobalt și nichel, care se extrag acum în condiții dure.

Tehnologia este similară. Ionii de sodiu se mută din catodul în anodul bateriei și stau acolo “captivi” până când ai nevoie de curent electric, moment când fac drumul înapoi.

Densitățile sunt deja similare. Na-Ion este acum la 160 Wh/kg, iar Li-Ion pe la 180-200 Wh/kg. Sunt curios dacă tehnologia pe sodiu poate beneficia de avantajele unui anod de siliciu-carbon precum cea de litiu.

Altfel spus, o baterie de sodiu de aceeași dimensiune ca una de litiu va avea o capacitate mai mică, dar nu mult mai mică. Va fi însă mai ieftină prin prisma tehnologiei de producție și a materialelor utilizate, ceea ce va însemna că o mașină electrică sau o baterie de casă sau una de nivel local va fi mai ieftină.

Diferența de preț este în graficul de mai jos. Cea mai ieftină baterie Li-Ion costă pe la 130 de dolari per kWh, pe când cea mai ieftină Na-Ion este la 90 de dolari per kWh.

În plus, este un joc al volumelor. Când va crește cantitatea de baterii pe sodiu produse în lume, prețurile vor scădea și ele. În schimb, cele cu litiu au un ritm mai mic de scădere a prețului final pentru că deja sunt ani mulți în care s-a tras în jos de orice cost ce era ușor de redus.

Sunt multe companii care lucrează la astfel de baterii. Cei de la Faradion spun că văd deja posibilitatea de a crește la 180-200 Wh/kg densitatea energetică.

China este și în acest domeniu lider, dar mi se par normal. Au o nevoie uriașă de baterii și au resurse de investit în această direcție. Din 20 de fabrici de baterii Sodiu-Ion în construcție acum, 16 sunt în China.

Per total, mi se pare cea mai promițătoare tehnologie de baterii despre care am auzit în ultima perioadă. Arată de fapt că un viitor complet electric nu trebuie să vină musai din baterii cu densitate foarte mare. Poate la fel de bine să vină prin baterii ieftine, construite cu materiale disponibile pe scară largă.