Натријум постаје озбиљна конкуренција литијуму

За фосилна горива – нафту, угаљ, гас – треба што пре наћи алтерантиву која је у сваком смислу еколошка, али и економична. Богата аутомобилска индустрја већ велким корацима иде у правцу возила на струју – односно на батерије. На улицама их има све више, државе их субвенционишу – иако технолгија још није оптимална.

Приликом посете фабрици Тесла аутомобила (13. августа) која је у изградњи у Немачкој, Илон Маск је, на питање кандидата за канцелара ЦДУ/ЦСУ Армина Лашета да ли је будућност аутомбила хидрогенска или електрична рекао – дефинтивно је електрична! Хидроген је губљење времена.

Но, проблем електро-аутомобила су управо – батерије. Релативно лако су запаљиве, не функционишу добро на ниским температурама, релативно мале су снаге... Кључни елементи у њима су пре свега литијум, кобалт и бакар – метали чија је експлоатација и производња повезана са значајним уништавањем човекове околине. А и скупи су.

Натријум – занемарена алтернатива

Два алкална метала литијум и натријум су хемијски веома слични. Натријум нема густину енергије литијума и тежи је, али натријум је доступан свуда и јефтин – то је кухињска со.

Натријум као алтернатива за литијум у батеријама није нова, али је била занемарена идеја – због тога што није било технологије која би изгладила недостаке овог метала.

Натријум-јонска батерија има сличан принцип рада као и литијум-јонска батерија – али јој нису потребни кобалт и бакар. Међутим, у поређењу са литијумовим јонима, натријумови јони имају већу запремину и веће захтеве у погледу структурне стабилности и кинетичких својстава материјала. То је био главни проблем за индустријализацију натријум-јонских батерија.

Чинило се, када се коначно почне са индустријском производњом, да ће натријум-јонске батерије моћи да се користе само за стационирано складиштење енергије код, на пример, приватних соларних постројења или за стабилизацију електричне мреже. Уврежено мишљење је било да никада неће бити прикладне за електричне аутомобиле.

Међутим, десило се другачије. Још једном се показало – важно је имати циљ и улагати у истраживања и нове технологије.

CATL – прва генерација натријумске батерије

Кинеска компанија CATL – "Contemporary Amperex Technology Co. Limited" – која батеријама снабдева Теслу, Дајмлер, Фолксваген и друге произвођаче електро-аутомобила, представила је 29. јула прву генерацију своје натријумске батерије. Компанија тврди да је то прекретница у коришћењу чисте енергије и електрификацији транспорта. Др Робин Ценг, оснивач и председавајући CATL-а, обећава да ће батерија бити јефтинија, мање запаљива, имати дужи век трајања и отпорнија на ниске температуре од литијум-јонских – и литијум-гвожђе-фосфатних батерија које су данас уобичајене јер су мање запаљиве од литијум-јонских. Осим тога, батерија ће се брже пунити.

Компанија каже да већ годинама истражује и развија материјале електрода за натријумске батерије. Што се тиче анодних материјала, компанија је развила тврди карбонски материјал који се одликује порозном структуром која омогућава довољно складиштење и брзо кретање натријумових јона, као и одличне перформансе циклуса пуњења.

Густина енергије натријумоске батерије требало би да достигне до 160 Wh/кг, а такође би требало да буде у стању да се на собној температури за 15 минута напуни до 80 одсто.

Густина енергије је нешто мања од густине литијум-јонских батерија, која може достићи око 180 Wh/кг. У другој генерацији, међутим, густина енергије натријум-јонске батерије требало би да буде 200 Wh/кг. Осим тога, ова батерија има стопу задржавања капацитета више од 90 процената у окружењу са температуром од -20 Целзијуса.

Према извештајима кинеских медија, очекује се да ће натријум-јонске батерије у пилот фази коштати око око 65 евра по киловат-сату, а у серијској производњи, би цена требало да се преполови на 26-39 евра по киловат-сату.

Постојећа постројења је лако пребацити на нови метал

Током презентације батерије, др Кисен Хуанг, заменик декана истраживачког института CATL, изјавио је да је производња натријум-јонских батерија савршено компатибилна са производним системима и процесима за литијум-јонске батерије и да се производне линије могу брзо преусмерити. CATL планира да започне масовну испоруку ових батерија – 2023. године.

CATL је такође развио мешовиту примену литијум-јонских и натријум-јонских батерија и може се интегрисати у електричне аутомобиле-без икаквих батеријских модула. CATL жели да до 2030. своје батерије интегрише директно у каросерију електричних аутомобила и тиме уштеди трошкове и пружи додатни домет електро-аутомобилима.

CATL је највећи кинески произвођач батерија и заједно са јужнокорејским LGES-ом представља тренутно два највећа испоручиоца на свету. Ова фирма од 2014. сарађује са партнерима у Немачкој и почела је изградњу фабирке батерија у Тирингији. Због пандемије изградња није текла по плану, тако би производња требало да почне средином 2022. године.

И британска компанија AMTE Power најавила је недавно производњу батерија на бази натријума најкасније од 2022. по лиценци британског произвођача батерија „Фарадион“. Аустралија и Нови Зеланд већ су наручили батерије за складиштење соларне енергије и за регулацију мреже.