Natrijeve vs. litijeve baterije: nova era pohrane energije

¿Što je natrijeva baterija i kako se razlikuje od litijeve baterije? Vjerojatno ste u posljednje vrijeme čuli da bi električni automobili mogli postati puno pristupačniji. Velik dio ovog optimizma proizlazi iz promjene u kemiji gorivnih ćelija: dolaska natrijeve baterijeDo sada je litij bio neosporni kralj, ali njegova pretjerana cijena i teškoće u nabavi materijala navode proizvođače da traže alternative koje ne koštaju premca.

Ideja je jednostavna: zamijeniti rijedak i skup element onim kojeg ima u izobilju u bilo kojoj slanoj ravnici na planetu. Iako još uvijek postoji dug put prije nego što budu savršeni, obećanje smanjiti troškove proizvodnje Toliko je moćan da su divovi poput BYD-a ili CATL-a već počeli raditi na tome da te baterije što prije stignu u naše garaže.

Povezani članak:

Ovo je prvi Elecomov power bank s natrijevom baterijom: Snažniji i održiviji

Što je točno natrijeva baterija i kako radi?

Ako već razumijete kako litij-ionske baterije rade, nećete imati problema s razumijevanjem ovih. U osnovi, to su punjivi sustavi koji rade na istom principu, ali umjesto pomicanja litijevih iona (Li+), koriste natrijevi ioni (Na+) za prijenos električnog naboja. To je, tako reći, "blizanac" ali s drugačijim sastojkom.

Što se tiče njegove unutarnje mehanike, oni primjenjuju ono što se tehnički naziva mehanizam za ljuljačku stolicuTo znači da se tijekom procesa punjenja i pražnjenja na elektrodama događa reverzibilna oksidacijsko-redukcijska reakcija, koja pomiče ione kroz elektrolit prema negativnom polu prilikom punjenja. Za bolje razumijevanje ovog procesa korisno je znati Kako funkcionira automobilski akumulator konvencionalno.

Tehničke razlike u materijalima: natrij vs. litij

Kada se udubimo u unutarnji rad ovih baterija, uočavamo temeljne promjene. Počevši od katode, dok litijeve baterije koriste vrlo skupe i ograničene materijale, natrijeve baterije koriste... obilne i distribuirane komponente ravnomjerno diljem svijeta, smanjujući geopolitički stres zbog ponude.

Na anodi se stvari mijenjaju. Litij koristi grafit, ali natrij se ne miješa dobro s ovim materijalom. Zato se u natrijevim baterijama koristi... tvrdi ugljikZanimljivo je da bi u ovom trenutku natrij mogao biti skuplji za implementaciju jer tehnologija još nije u potpunosti sazrela.

Glavna prednost natrija leži u njegovim strujnim kolektorima. Litij zahtijeva bakrene ploče jer aluminij slabo reagira s njim pri niskim potencijalima. Natrij, s druge strane, nema taj problem i može koristiti bakar. folijašto je puno jeftinije i lakše, smanjujući troškove i težinu cjeline.

Prednosti i nedostaci natrijeve tehnologije

Radi jasnoće, analizirajmo prednosti i nedostatke ove tehnološke promjene:

• Prednosti: Znatno su jeftiniji, manje toksični i, što je najvažnije, Nisu zapaljiviNadalje, vrlo su energetski učinkovite i proizvodile bi se na istim montažnim trakama kao i litijeve baterije, čime bi se izbjegla višemilijunska ulaganja u nove tvornice.
• Nedostaci: Njegova glavna Ahilova peta je niska gustoća energijeTo znači da, kako bi pohranila istu energiju kao litijeva baterija, natrijeva baterija mora biti veća i teža.

Unatoč tome, natrij ima aduta u rukavu: puno bolje podnosi hladne klime taj litij, koji obično dosta pati kada temperature drastično padnu.

Izazov gustoće energije i budućnost sektora

Što se tiče brojki, litij i dalje pobjeđuje. Litijeva baterija može doseći 270 Wh/kg, dok se natrijeve baterije trenutno kreću između... 140 i 160 Wh/kgTo objašnjava zašto prvi automobili koji su ih testirali, poput nekih JAC modela, imaju skromne domete od oko 250 kilometara.

Međutim, ne bismo trebali proglasiti pobjedu ili odustati, jer se evolucija događa vrlo brzo. Očekuje se da će sljedeća generacija dosegnuti 180 Wh/kg, a do 2026. godine već bismo trebali govoriti o... 200 Wh/kgAko uspiju zatvoriti tu razliku, utjecaj na tržište bit će ogroman.

S obzirom na to da baterije predstavljaju gotovo 40% cijene električnog automobila, prelazak na natrijeve baterije mogao bi smanjiti konačnu cijenu vozila za 30%. To bi bio posljednji poticaj mnogim ljudima da napuste motor s unutarnjim izgaranjem.

Prijelaz na natrij čini se neizbježnim s obzirom na njegovu održivost i uštede troškova. Iako će litij i dalje dominirati prijenosnom elektronikom zbog svoje kompaktne veličine, natrij obećava demokratizaciju električnog prijevoza zahvaljujući svojoj niži troškovi i veća sigurnostpostupno prevladavajući ograničenja težine i kapaciteta kako tehnologija sazrijeva.

Cristian Garcia

Od malih nogu zaljubljenik u tehnologiju. Volim biti u tijeku u sektoru i, iznad svega, komunicirati ga. Zato sam godinama posvećen komunikaciji na web stranicama o tehnologiji i video igrama. Možete me naći kako pišem o Androidu, Windowsu, MacOS-u, iOS-u, Nintendu ili bilo kojoj drugoj srodnoj temi koja vam padne na pamet.