3 ok, amiért a nátrium-ion akkumulátorok jobbak lehetnek, mint a lítiumosak
A lítium-ion akkumulátorok létfontosságú szerepet játszottak az elektromos járművek fejlesztésében. Ugyanakkor a lítium előállítása költséges, magas hőmérsékleten instabil, és véges erőforrás, amelynek bányászata gyakran ellátási lánc problémákkal jár.
Az akkumulátorkutatók és -gyártók kitartóan kerestek egy fenntarthatóbb alternatívát. Az egyik érdekes lehetőség, amelyet felfedeztek, egy másik kémiai elem: a nátrium.
A lítium és a nátrium szomszédos elemek a periódusos rendszerben, ami alapvetően azt jelenti, hogy hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, és mindkettő töltéshordozóként használható az akkumulátorcellában.
Azonban minden nátriumion nagyobb, mint egy ekvivalens lítium-ion. Ennek eredményeként az akkumulátorkutatók küzdöttek egy olyan anód létrehozásával – az akkumulátor pozitív töltésű elektródája –, amely elegendő nátriumiont képes elnyelni ahhoz, hogy a nátrium-alapú akkumulátorcella megfelelő energiasűrűséget biztosítson az elektromos járművek táplálásához.
Ráadásul a lítium a tudomány által ismert legkevésbé sűrű fém, ami alapértelmezés szerint könnyebbé teszi, mint a nátrium. Tekintettel arra, hogy a súly kulcsfontosságú tényező az elektromos autók energiafogyasztásában és hatótávolságában, a nehezebb nátrium-ionok kevésbé tűntek megfelelő választási lehetőségnek.
Három ok, amiért a nátrium mégis érdekes lehet:
- Bőséges
A nátrium egy gyakori elem, amelyet általában szódabikarbónából bányásznak, de alapvetően bárhol megtalálható, beleértve a tengervizet is – és bőven van belőle.
A Faraday Intézet szerint a nátrium a hetedik legnagyobb mennyiségben előforduló elem, és 1200-szor gyakoribb, mint a lítium, miközben egyenletesebben oszlik el szerte a világon.
- Olcsóbb
A nátrium bősége természetesen olcsóbb megoldássá teszi. Kivonása és tisztítása is kevesebbe kerül.
Ráadásul a nátrium-ion cellák számos fémből, például vasból és mangánból készíthetők. Ezzel szemben a lítium-ion akkumulátorokhoz kobaltra van szükség, egy korlátozott geológiai tartalékokkal rendelkező fémre, amely egyben az akkumulátor legdrágább része is, körülbelül 28 500 dollár tonnánként.
Emellett a nátrium alapú cellák a meglévő akkumulátoros berendezésekkel is gyárthatók, így nem lenne szükség költséges újratervezésre a gyártásba kerülésükhöz.
- Biztonságosabb
A nátrium-akkumulátorok nemcsak jobban teljesítenek szélesebb hőmérséklet-tartományban (különösen hideg környezetben), de nem gyúlékonyak, és nincs hőkitörés – ami általában a lítium-ion akkumulátorok kigyulladását okozhatja.
A szállítás során a biztonsági kockázatok is csökkennek. A gyártók úgy szállíthatják a nátrium-ion akkumulátorokat, hogy az akkumulátor érintkezőit közvetlenül csatlakoztatják, és a feszültséget nullán tartják.
Ezzel szemben a lítium-ion akkumulátorokat részben feltöltött állapotban kell szállítani, hogy elkerüljük a bennük lévő réz áramkollektorok feloldódását, ami viszont növeli a tűzveszélyt.
Az eddigi legjobb EV nátrium-ion példa
Júliusban a kínai CATL akkumulátorgyártó cég bemutatta első generációs nátrium-ion akkumulátorát, és azt tervezi, hogy 2023-ig felpörgeti a nátrium-ellátási láncot.
A CATL termékének várható energiasűrűsége 160 Wh/kg, és 15 perc alatt éri el a töltöttségének 80%-át. Ez valójában megegyezik a jelenleg piacon lévő lítium-ion akkumulátorokkal, amelyek energiasűrűsége 140 Wh/kg-tól 240 Wh/kg-ig terjed a legmagasabb kategóriás típusokban.
A vállalat azt is tervezi, hogy használja az AB akkumulátorcsomag-megoldását, amely nátrium-ion és lítium-ion cellákat egyaránt integrál.
Összességében a nátrium-ion akkumulátorok három olyan döntő előnyt kínálhatnak, amelyeket az elektromos járművek gyártói és fogyasztói keresnek: fenntarthatóság, alacsonyabb költség és fokozott biztonság.
Súlyukat és energiasűrűségüket tekintve kevésbé kedvezőek lehetnek lítium társaikhoz képest, de a további kutatások életképes helyettesítővé tehetik őket.
Forrás: The Next Web
https://thenextweb.com/news/3-reasons-why-sodium-ion-batteries-could-dethrone-lithium
