Door de combinatie van kosteneffectieve productiemethoden en ruime voorraden natriumcarbonaat neemt de belangstelling voor natrium-ion-accu’s snel toe. Bekende Chinese accufabrikanten zoals CATL en BYD nemen nu natrium-ion-accu’s op in hun productportfolio. Hoewel deze batterijen een lagere energiedichtheid hebben in vergelijking met lithiumbatterijen, vinden ze hun niche in kleinere en meer betaalbare elektrische voertuigen (EV’s) en stationaire toepassingen zoals thuisbatterijen.
Fabrikanten voorspellen dat natrium-ion batterijen ongeveer 9% van de wereldwijd verkochte EV’s zouden kunnen aandrijven tegen 2033. De recente daling van de lithiumprijzen kan het kostenvoordeel van natrium-ion batterijen verminderen. Toch blijven natrium-ion accu’s een veelbelovend en kosteneffectief alternatief voor lithium accu’s, omdat ze minder afhankelijk zijn van schaarse materialen.
- Natrium-ionbatterijen, of zoutbatterijen, zijn goedkoper om te maken dan traditionele lithiumbatterijen.
- De capaciteit van natrium-ion-accu’s is lager, waardoor ze minder geschikt zijn voor bepaalde toepassingen.
- De productie van natrium-ion-accu’s neemt toe in China.
De chemie van natrium-ion accu’s
Natrium-ion-accu’s (SIB’s) zijn oplaadbare batterijen die natriumionen (Na+) gebruiken als ladingsdragers. Net als lithium-ion-accu’s (LIB’s) hebben SIB’s een kathode, een anode en een vloeibare elektrolyt. SIB’s vervangen lithium echter door natrium als kathodemateriaal, waarbij gebruik wordt gemaakt van de overvloed aan natrium in de natuur. Na+ is een bestanddeel van keukenzout. SIB’s worden daarom vaak zoutbatterijen genoemd.
Vergeleken met LIB’s bieden SIB’s potentiële voordelen door de lagere kosten en de ruimere beschikbaarheid van natrium in vergelijking met lithium. De materialen die nodig zijn voor SIB’s, zoals natrium, hebben niet te maken met dezelfde geografische distributieproblemen en milieuproblemen als lithium, kobalt, koper en nikkel die vaak worden gebruikt in LIB’s.
Een van de grootste uitdagingen van natrium-ion batterijen is de slechte duurzaamheid, vooral in vergelijking met lithium-ion batterijen. Dit is voornamelijk te wijten aan een specifieke atomaire herschikking tijdens de werking van de batterij, bekend als de P2-O2 faseovergang. Dit leidt tot wanorde in de kristalstructuren en uiteindelijk tot het falen van de batterij. Onderzoekers van de Cornell University hebben echter belangrijke aspecten van het mechanisme achter deze faseovergang ontdekt en stellen voor om de chemie van de batterij aan te passen om strategische wanorde in de deeltjes te introduceren vóór de fase van de gebrekkige overgang, waardoor het waargenomen ordeningseffect mogelijk wordt verminderd.
De business achter natrium-ion accu’s
De economische aantrekkingskracht van natrium-ion batterijen ligt in het feit dat natrium overvloedig en goedkoop is. Dit maakt de productie van natrium-ion batterijen kosteneffectiever dan lithium-ion batterijen, die afhankelijk zijn van het schaarsere en duurdere lithium. Ondanks de recente daling van de lithiumprijzen hebben natrium-ion batterijen nog steeds een kostenvoordeel, vooral als we kijken naar de langetermijntrend van lithiumprijzen en het potentieel voor toekomstige prijsstijgingen.
Investeringen in natrium-ion technologie nemen ook toe, met bedrijven als Reliance Industries en CATL die inzetten op natrium-ion batterijen als een levensvatbaar alternatief voor lithium-ion technologie. De lagere energiedichtheid van natrium-ion-accu’s in vergelijking met lithium-ion-accu’s blijft echter een factor die de wijdverspreide toepassing ervan zou kunnen belemmeren.
Toepassingen van natrium-ion-accu’s
Natrium-ion accu’s vinden hun niche in kleinere EV’s met een laag bereik en stationaire toepassingen zoals energieopslagsystemen voor thuis. Met hun lagere energiedichtheid zijn natrium-ion accu’s beter geschikt voor voertuigen die geen groot rijbereik nodig hebben, zoals stadsauto’s of minivoertuigen. Chinese accugiganten zoals BYD en CATL installeren zelfs al natrium-ion-accu’s in hun kleinere EV-modellen. De BYD Seagull, die rond de € 11.000 kost, wordt aangedreven door natrium-ionbatterijen.
Stationaire toepassingen, zoals energieopslag op netwerkschaal, zijn een ander veelbelovend gebied voor natrium-ionbatterijen. Met de overgang naar hernieuwbare energiebronnen neemt de vraag naar effectieve en betaalbare energieopslag toe. Gezien hun lagere kosten en overvloedige grondstoffen bieden natrium-ion-batterijen een potentiële oplossing voor energieopslag op grote schaal, als aanvulling op de bestaande lithium-ion-technologie.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
