Sodíkovo-iónové batérie Natron Energy – bez lítia, bezpečnejšie a večné

Li-ion batérie sú už dlhé roky „zlatým štandardom“ na ukladanie energie v najrôznejších zariadeniach a stále sa zdokonaľujú. Majú však limity v podobe nie práve lacných materiálov, ako je lítium a kobalt a občas, aj problémy s bezpečnosťou. Výskumníci po celom svete hľadajú alternatívy, ktoré by aspoň v niektorých aspektoch Li-ion batérie prekonali a mohli ich nahradiť. Žiaľ, väčšina týchto technológií nie je zrelá na masovú výrobu a tento typ senzácií už začína byť únavný. To ale nie je prípad Natron Energy, ktorá chystá masovú výrobu sodíkovo-iónových batériových článkov s ultra dlhou životnosťou.

Sodíkovo-iónové (Na-ion ) batérie Natron majú enormnú životnosť – až 50 000 nabíjacích/vybíjacích cyklov, čo je rádovo 25x viac ako u lítium-iónových batérií. Okrem toho sa vyznačujú vysokou bezpečnosťou, pretože sú extrémne tepelne stabilné  a schopnosťou super rýchleho nabíjania. Z 0 na 99 % sa nabijú už za osem minút. Nechceli by ste elektromobil s takouto batériou? Asi áno, ale kvôli nižšej energetickej hustote by to nebol najlepší nápad, ako si vysvetlíme nižšie.

Dobrou správou je, že Natron Energy v spolupráci so spoločnosťou Clarios pripravuje na budúci rok spustenie sériovej výroby v závode v americkom Michigane.

Lítium sa vďaka dopytu po Li-ion batériám poháňanom výrobou elektromobilov a budovaním záložných zdrojov pre rozvodné siete, ťažko skúšané dopadmi Green Deal-u, stáva strategickou surovinou. Podstatnú väčšinu svetového dodávateľského reťazca od ťažby, po spracovanie lítia navyše kontroluje Čína, čo môže byť v určitých situáciách problém. Nehovoriac o tom, že dopyt už prevyšuje ponuku.

Modrá je dobrá (aj pre batérie)

Alternatívy voči Li-ion batériám začínajú byť čoraz žiadanejšie a Na-ion batérie ich môžu úspešne nahradiť v aplikáciách, kde ich výkonové charakteristiky dávajú zmysel. Čínsky CATL už vlani uviedol na trh sodíkovo-iónovú batériu určenú pre elektromobily, ale ich gravimetrická energetická hustota bola len 160 Wh/kg. Špičkové komerčné Li-ion batérie pritom už dnes prekonávajú hranicu 300 Wh/kg. Také používa vo svojich článkoch 4680 napríklad aj Tesla.

https://www.youtube.com/watch?v=jlSNjdyON4o

Pri polovičnej energetickej hustote by bola potrebná v elektrickom vozidle približne dvojnásobne ťažšia batéria na dosiahnutie rovnakej kapacity, čo nepriaznivo ovplyvňuje dojazd, aj jazdné vlastnosti EV. CATL síce mieri k méte Na-ion batérií s energetickou hustotou 200 Wh/kg, ale minimálne v osobných EV sa na Li-ion klasiku „nechytajú“. To isté platí pre smartfóny a podobne.

Je však mnoho oblastí, kde sú Na-ion batérie dobrou voľbou – ich použitie v energetických úložiskách v kombinácii so solárnymi a veternými elektrárňami, alebo v záložných zdrojoch v domácnostiach, či v dátových centrách prináša oproti Li-ion technológii veľké výhody.

Natron použil vo svojich batériách technológiu, založenú na inej chémii ako CATL. Elektródy a bunky batérií používajú ako kľúčový materiál známy modrý pigment pruskú (alebo tiež berlínsku, či parížsku) modrú. Chemicky ide o hexakyanoželeznatan železitý (Fe4[Fe(CN)6]3).

Podľa Natronu má ich batéria energetickú hustotu na úrovni medzi olovenými a Li-Ion batériami. Extrémna životnosť, tepelná stabilita, zaručujúca vysokú bezpečnosť a schopnosť superrýchleho nabíjania robia z Na-ion batérií Natron Energy zaujímavú voľbu pre záložné zdroje.

Cieľovým portfóliom sú hlavne batériové systémy montované do racku, vhodné na použitie vo veľkých dátových centrách, nabíjacích staniciach pre elektromobily a na ďalšie priemyselné aplikácie.

Natron Energy vytvorila partnerstvo so spoločnosťou Clarios International s cieľom uviesť tieto sodíkovo-iónové batérie do sériovej výroby od roku 2023 v závode Clarios Meadowbrook v Michigane. Dnes sa tu vyrábajú Li-ion batérie, ale Natros tvrdí, že jej Na-ion batéria môže byť vyrábaná na rovnakých linkách. Takto sa podarí spustiť sériovú výrobu skôr, ako keby firma stavalo novú fabriku na zelenej lúke.