Είναι σε θέση το νάτριο να εκτοπίσει το λίθιο; Ένας γίγαντας της βιομηχανίας μπαταριών, η κινεζική CATL φαίνεται να πιστεύει πως οι μπαταρίες ιόντων νατρίου έχουν μέλλον, καθώς αναμένεται να προσφέρουν ταχύτερη επαναφόρτιση, αλλά και απεξάρτηση από κάποιες δυσεύρετες πρώτες ύλες που ανεβάζουν το κόστος.
Μπορεί οι μπαταρίες ιόντων λιθίου να αποτελούν σήμερα τη δεδομένη πηγή ενέργειας για τα ηλεκτρικά οχήματα κάθε τύπου και μεγέθους, ωστόσο η αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων δεν έχει σταματήσει. Μεταξύ των προτάσεων που κάθε τόσο πέφτουν στο τραπέζι περιλαμβάνονται οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, ενώ την προηγούμενη βδομάδα είχαμε την είδηση για την εμφάνιση μπαταριών ιόντων νατρίου, καθώς οι έρευνες στρέφονται και προς διαφορετικά υλικά, αλλά και προς διαφορετική χημεία. Πίσω από τη νέα μπαταρία βρίσκεται η κινεζική εταιρία CATL.
Για όσους δεν το γνωρίζουν θα πρέπει να πούμε ότι η γνωστή ως CATL (Contemporary Amperex Technology Co, Limited) κινεζική εταιρεία είναι ένας από τους κορυφαίους – παγκοσμίως - προμηθευτές μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα. Πρόσφατα στοιχεία φέρνουν την εταιρία που έχει έδρα το Ningde της Κίνας να κατέχει σχεδόν το 30% της αγοράς, προμηθεύοντας κυψέλες (ηλεκτρικά στοιχεία) ιόντων λιθίου, που αποτελούν το σημερινό πρότυπο της βιομηχανίας, σε κατασκευαστές αυτοκινήτων σε όλο τον κόσμο, μεταξύ των οποίων η πρώτη σε πωλήσεις ηλεκτρικών αυτοκινήτων αμερικανική Tesla, αλλά και η κορεατική Hyundai.
Η CATL παρουσίασε, λοιπόν, την πρώτη γενιά μπαταριών ιόντων νατρίου, που παρόλο που φαίνεται ότι, σε πρώτη τουλάχιστον φάση, δεν είναι σε θέση να εκτοπίσουν τις μπαταρίες λιθίου, οι ιδιαιτερότητες της χημείας τους τις κάνουν να έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
Αν και η ενεργειακή τους πυκνότητα, δεν ενθουσιάζει, καθώς μπορεί να φτάσει έως τα 160 Wh/kg, που είναι αρκετά κάτω από το βιομηχανικό πρότυπο για τις κυψέλες ιόντων λιθίου - ενώ και η επερχόμενη μπαταρία 4680 της Tesla φημολογείται ότι θα ξεπεράσει τα 300 Wh/kg – το γεγονός ότι η CATL ισχυρίζεται ότι η μπαταρία της μπορεί να φτάσει στο 80% της χωρητικότητάς της (SOC), κατά τη φόρτιση σε θερμοκρασία δωματίου, σε 15 λεπτά δεν μπορεί να το αγνοήσει κανείς.
Όπως επίσης δεν μπορεί να αγνοήσει και το ότι οι κυψέλες ιόντων νατρίου διατηρούν τη χωρητικότητά τους σε επίπεδα άνω του 90% σε περιβάλλοντα χαμηλών θερμοκρασιών, της τάξης των -20oC. Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμο για τους οδηγούς ηλεκτρικών οχημάτων που κινούνται σε μεγάλα υψόμετρα ή σε περιοχές με βαρύ χειμώνα.
Τη δική του σημασία έχει επίσης το γεγονός ότι το νάτριο είναι το 6ο πιο διαδεδομένο στοιχείο στον κόσμο.
Σε σχετικό γράφημα που έδωσε στη δημοσιότητα η CATL αποτυπώνονται αυτά ακριβώς τα δεδομένα, με την πρώτη γενιά μπαταριών ιόντων νατρίου να υστερεί μόνο ως προς την ενεργειακή πυκνότητα και να υπερτερεί σε όλους τους άλλους τομείς έναντι της μπαταρίας λιθίου LFP (Lithium-iron-phosphate).
Οι άνθρωποι της CATL επεσήμαναν, επίσης, ότι έχοντας αφιερώσει χρόνια έρευνας και εξέλιξης στον τομέα των υλικών ηλεκτροδίων για μπαταρίες νατρίου, αντιμετώπισαν το πρόβλημα ότι τα ιόντα νατρίου έχουν μεγαλύτερο όγκο από τα ιόντα λιθίου, ενώ αυξημένες προκύπτουν για δομική σταθερότητα των υλικών τους. Φαίνεται πάντως ότι τα προβλήματα αυτά ξεπεράστηκαν.
Σημειώστε ότι η CATL, με βάση το γεγονός ότι η αρχή λειτουργίας των δύο τύπων μπαταριών είναι παρεμφερής, παρουσίασε μια μπαταρία-πακέτο που συνδυάζει και κυψέλες νατρίου, και κυψέλες λιθίου. Οι Κινέζοι πιστεύουν ότι αυτό το «πακέτο» μπορεί να επωφεληθεί από τα πλεονεκτήματα και των δύο τύπων κυψελών, καθώς οι ισχυρότερες κυψέλες ιόντων λιθίου αντισταθμίζουν την έλλειψη ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών ιόντων νατρίου. Ταυτόχρονα, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου μπορούν να βοηθήσουν το όλο πακέτο να διατηρήσει υψηλή ισχύ και απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Στην ανακοίνωσή της η CATL σημειώνει ότι έχει ήδη ξεκινήσει τη βιομηχανική ανάπτυξη μπαταριών ιόντων νατρίου, με σχέδια για τη δημιουργία μιας στοιχειώδους βιομηχανικής αλυσίδας έως το 2023. Ενώ έχει επίσης θέσει στόχο η επόμενη γενιά μπαταριών ιόντων νατρίου να ξεπεράσει σε ενεργειακή πυκνότητα τα 200 Wh/kg.
Δείτε το βίντεο της παρουσίασης εδώ: https://www.youtube.com/watch?v=LxKtCquWx5c&t=1s
