Μπορούν οι μπαταρίες νατρίου να αλλάξουν την αγορά των EVs;

Οι μπαταρίες νατρίου έχουν χαμηλή πυκνότητα

Το λίθιο σπανίζει, το νάτριο είναι παντού, τα λεφτά δεν είναι πολλά. Μήπως έρχεται ο καιρός να αρχίσουμε να βλέπουμε περισσότερες μπαταρίες νατρίου;

Το νάτριο δεν είναι άγνωστο στους κατασκευαστές μπαταριών και βλέπει κάποια χρήση στην αυτοκινητοβιομηχανία, αλλά δεν είναι ιδιαίτερα πρακτικό. Αν και πολύ πιο άφθονο και φθηνό από το λίθιο, το νάτριο δεν έχει αντίστοιχη ενεργειακή πυκνότητα και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μπαταρίες με αξιοπρεπή αυτονομία χωρίς αυτές να φτάσουν σε απαγορευτικά επίπεδα βάρους και όγκου.

Βελτιστοποίηση της δομής των καθόδων

Αυτό το πρόβλημα είναι που προσπαθούν εδώ και χρόνια να λύσουν ο χημικός Mircea Dincă και η ομάδα του στο πανεπιστήμιο του Princeton. Καθώς οι μπαταρίες νατρίου και λιθίου έχουν δομικά ίδιες καθόδους, η έρευνα επικεντρώθηκε στη βελτιστοποίησή τους. Για τα πειράματά τους βασίστηκαν στην ουσία τετρααμινοβενζοκινίνη, ή TAQ για συντομία.

Το TAQ είναι κρυσταλλικό υλικό με αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες, την υγρασία και το χρόνο και η ομάδα του Dincă το αξιοποίησε ως ένα φθηνότερο και πιο βιώσιμο υποκατάστατο του κοβαλτίου στις καθόδους μπαταριών ιόντων λιθίου. Αφού βεβαιώθηκαν για την αποτελεσματικότητά του, το συνδύασαν στη συνέχεια και με μπαταρία νατρίου, δεσμεύοντας νάτριο και TAQ με νανοσωλήνες άνθρακα.
 

Πλήρης εκμετάλλευση του ενεργού υλικού της μπαταρίας

«Και οι δύο παράγοντες υποστηρίζουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων στην κάθοδο και επιτρέπουν σχεδόν 100% εκμετάλλευση του ενεργού υλικού,» δήλωσε ο Dincă για την πειραματική μπαταρία. Η ομάδα την παρουσίασε ως έχουσα την υψηλότερη δυνατή ενεργειακή πυκνότητα για την τεχνολογία της και ως ανταγωνιστική με κάθε άλλο υλικό στην αγορά. Δε δημοσίευσε ακόμα ωστόσο το ακριβές βάρος της ή τους κύκλους και το ρυθμό φόρτισης.

Ακόμα και αν αυτή η νέα μπαταρία νατρίου δεν είναι απόλυτα αποδοτική όπως την περιγράφουν οι ερευνητές, η πρόοδος στη συγκεκριμένη τεχνολογία μπορεί σταδιακά να αλλάξει το πρόσωπο της ηλεκτροκίνησης.

Φθηνότερη και ευκολότερη κατασκευή

Οι μπαταρίες νατρίου αυτήν τη στιγμή έχουν λιγότερο από το μισό κόστος των μπαταριών λιθίου και το νάτριο είναι το έκτο πιο άφθονο στοιχείο στο φλοιό της Γης. Σημαντική αύξηση της ενεργειακής τους πυκνότητας μπορεί να οδηγήσει σε ευκολότερη, φθηνότερη και ταχύτερη παραγωγή και να ρίξει τις τιμές των ηλεκτρικών οχημάτων, που εξακολουθούν για πολλούς να παραμένουν απαγορευτικά υψηλές.

Θα πρέπει ωστόσο να δούμε ευρύτερη εφαρμογή και διάδοση προκειμένου να αξιολογηθεί σωστά η βελτιωμένη τεχνολογία που προωθεί η ομάδα του Dincă, ενώ ακόμα και σε περίπτωση υιοθέτησής της η μετάβαση θα πάρει κάποιο διάστημα. Μέχρι τότε, το λίθιο δείχνει να παραμένει το βασικό στοιχείο στην κατασκευή μπαταριών.