A ma használt akkumulátorok túlnyomó része lítiumból készül, egy olyan fémből, amelynek készletei korlátozottak és környezeti hatása sem a legkedvezőbb. Jogosan vetődik fel a kérdés, hogyan lehetne valami könnyebben hozzáférhető anyaggal helyettesíteni a lítiumot. A nátrium-ion akkumulátorok rendkívül minimális hatást gyakorolnak a környezetre, így a zöld és környezetbarát energia új típusát képviselik.
A nátriumion-akkumulátorok (SIB vagy NIB) újratölthető akkumulátorok, melyeket már az 1970-es évek elején kifejlesztettek. Abban az időben azonban kereskedelmi kilátásaikat beárnyékolták a lítium-ion akkumulátorok, ami a nátrium-akkumulátorok fejlesztésének stagnálásához vezetett. Csak a 2010-es évek elején kerültek ismét reflektorfénybe.
Így működik
Tulajdonképpen a nátriumion-akkumulátor működési elve is hasonló a lítium-ion akkumulátoréhoz. A töltés és a kisütés szintén a nátriumionok pozitív és negatív elektródák közötti mozgásával történik. A töltési folyamat során a nátriumionok a katódtól az anód felé mozognak. Fordítva, amikor az akkumulátor kisül, a nátriumionok az anódról visszakerülnek a katódra.
Teljesítmény
A nátrium akkumulátorok nagyon széles üzemi hőmérséklettartományban működnek, normál töltésre és kisütésre -40°C és 80°C között képesek. Ez a teljesítmény tökéletesen megoldja azt a problémát, hogy egyes újratölthető akkumulátorok nem működnek megfelelően a hideg régiókban.
Biztonságosságuk felmérése érdekében a nátrium akkumulátorokat ugyanolyan teszteknek vetették alá, mint a lítium akkumulátorokat. Az eredmények biztatóak voltak: a nátrium akkumulátorok kémiailag stabilabbnak bizonyultak, mint a lítium akkumulátorok, és még igen szélsőséges körülmények között sem gyulladtak ki vagy robbantak fel.
A nátrium-ion akkumulátorok kiváló gyorstöltési képességekkel rendelkeznek. Mindössze 15 perc alatt 90%-ra tölthetők fel. Ez a képesség jelentősen csökkenti a felhasználók várakozási idejét.
Költségek
Habár a nátriumforrások meglehetősen bőségesek, a nátrium-ion akkumulátorok jelenlegi ára még nem ideális, de a technológia fejlődésével várhatóan alacsonyabb költségen tudják majd kínálni őket.
A nátrium-ion akkumulátorok hátrányai
Energiasűrűség
A nátrium-ion akkumulátorok jelenlegi energiasűrűsége alacsony, a térfogat és a tömeg viszont viszonylag nagy. A kutatók által az elektródanyagok és az akkumulátorok tervezésének folyamatos fejlesztésével azonban az energiasűrűségük a jövőben várhatóan jelentősen növekedni fog.
Ciklusos élettartam
Jelenleg a nátriumion-akkumulátorok élettartama átlagosan 3000 töltés körül van, ami elmarad a lítium akkumulátorok élettartamához képest, azonban valószínűsíthetően ez a mutató javulni fog.
Piaci érettség
A nátriumion-akkumulátorok gyártási és ellátási láncai még mindig nem alakultak ki, és piaci alkalmazásuk viszonylag szűk körű. Hosszabb időbe telik, mire elérik a teljes kereskedelmi forgalomba kerülést.
Mire használhatók a nátrium-ion akkumulátorok?
Alacsonyabb energiasűrűségük miatt különösen alkalmasak olyan alkalmazásokhoz, ahol a tömeg és a térfogat nem kritikus követelmény, például nagyméretű energiatároló rendszerek, alacsony sebességű elektromos járművek, ipari járművek esetében.
Jövőre vonatkozó kilátások
A nátriumion-akkumulátorok ígéretes energiatárolási technológiát képviselnek, de iparosításuk jelenleg alacsony szinten áll, és az alacsony nyersanyagköltségekből származó előnyüket még nem sikerült teljes mértékben kihasználni.
Az innováció és az anyagfejlesztés révén tovább javítható az akkumulátorok teljesítménye, beleértve az energiasűrűséget, az élettartamot és hatékonyságot.
Ezenkívül a bőséges erőforrások előnye a gyártási folyamatok fejlődésével párosulva azt jelenti, hogy amint nagyüzemi gyártásba kerülnek, a nátriumion-akkumulátorok jelentősen csökkenthetik a gyártási költségeket.
Összességében várható, hogy a kis sebességű elektromos járműveken és az energiatároló rendszereken túlmenően számos területen gyorsan alkalmazásra találnak majd.
Gyártók
Bár a nátriumion-akkumulátorok még nem terjedtek el széles körben, a piacon már jó néhány gyártó foglalkozik kutatással, fejlesztéssel és gyártással. Ilyen gyártó az Altris AB, a BYD, a CATL, a Faradion Limited, a HiNA Battery Technology Company, a KPIT Technologies, a Natron Energy, a Northvolt és a TIAMAT is. A listára pedig most felkerülhet egy hazai szereplő is, hiszen a Top NRG vezetője, Nádorfi Árpád nemrég elnyerte a 2024-es Business Champions of Central Europe díjat, amelyet a fenntarthatóság és az innováció terén elért kiemelkedő eredményeiért ítéltek oda neki. Nádorfi és csapata egy új, magyar fejlesztésű nátriumion-akkumulátoron dolgozik.
Forrás: Delongtop
Borítókép: Getty Images
