Natriumionbatterijen
HÉT alternatief voor lithiumionbatterijen
De natriumionbatterij bevindt zich in volle ontwikkelingsfase. Net zoals lithiumionbatterijen zijn natriumionbatterijen oplaadbaar, maar natriumionen vervullen hierin de functie van de lithiumionen. Wanneer natriumionbatterijen op grote schaal lithiumionbatterijen vervangen, zal dit leiden tot een sterk verlaagde druk op de schaarser wordende lithiumvoorraden.
druk op Lithiumvoorraden verlagen
Natriumionbatterijen (Na-ion) worden beschouwd als dé kandidaat die kan zorgen voor een afnemende druk op de natuurlijke lithiumbronnen. Het meeste lithium wordt vandaag gebruikt voor lithiumionbatterijen (Li-ion) in elektrische wagens en mobiele apparaten.
Na-ionbatterij werkt net zoals Li-ionbatterij
Het werkingsprincipe van Na-ionbatterijen en Li-ionbatterijen is identiek. In beide batterijen zorgt het transport van ionen vanaf de anode naar de kathode via een tussenliggende elektrolytgel (bestaande uit zouten en zuren) voor de stroomopwekking. Bij Na-ionbatterijen betreft het natriumionen.
Voordelen van natriumionbatterijen
GOEDKOPERE ENERGIEOPSLAG
Op termijn kunnen natriumionbatterijen qua productiekost 30% goedkoper zijn per kWh in vergelijking met lithiumionbatterijen. Dit omdat lithium steeds schaarser wordt en natrium wereldwijd overvloedig aanwezig is.
Werkt uitstekend bij koude temperaturen
In tegenstelling tot Li-ionbatterijen hoeven Na-ionbatterijen niet op te warmen tijdens het laden. Volgens de Chinese fabrikant CATL werken de batterijen ook bij koude temperaturen uitstekend, zelfs bij -20 °C, terwijl traditionele batterijen bij zulke temperaturen beroerd werken.
Stabieler en veiliger
Niet het volume of het gewicht, maar de stabiliteit en de veiligheid van de batterijtechnologie zijn de meest cruciale factor. De belangrijkste ontwikkeling zijn momenteel de vastestofelektrolyten. Deze geven een veiligheidsvoordeel, want vloeibare elektrolyten zijn zeer brandbaar. Natriumionbatterijen hebben nog nooit vlam gevat.
Actuele Uitdagingen bij productie natriumionbatterijen
Ontwikkeling van elektrolyt
De ontwikkeling van elektrolyt voor natriumionbatterijen is echter net iets complexer. Men bekijkt hiervoor of men de aanpak die van toepassing is bij lithiumionbatterijen kan finetunen.
Lagere energiedichtheid
Een natriumionbatterij heeft een lagere energiedichtheid dan een lithiumionbatterij. Moderne lithiumionbatterijen hebben een energiedichtheid van 230 Wh/kg, terwijl dit bij moderne natriumionbatterijen ca. 160 Wh/kg is. Dat is vergelijkbaar met de energiedichtheid van de oude lithiumionbatterij. Deze lagere energiedichtheid kan dan weer een voordeel zijn omdat de batterijen dan meestal geen koeling vereisen.
Nieuwe materialen voor ionentransport
Doordat het element natrium groter en zwaarder is dan lithium, zijn er andere materialen nodig om de ionen tussen de elektroden te laten bewegen. Momenteel loopt de ontwikkeling van deze nieuwe materialen.
Vanwege het grotere gewicht zal de natriumionbatterij wellicht voornamelijk geschikt zijn voor stationaire energieopslag.