ნატრიუმ-იონური ბატარეები უკვე იმდენად დაიხვეწა, რომ ელექტრომობილებში მალე კონკურენციას გაუწევს ლითიუმ-იონურ ბატარეებს — #1tvმეცნიერება
5 თებერვალს, ჩრდილოეთ ჩინეთში, მოყინულ გზაზე თეთრი სედანი 95 კმ/სთ სიჩქარით მიქროდა, როცა საბურავი გაუსკდა და -32°C ჰაერში თეთრი კვამლი გააფრქვია. მანქანა თოვლში გადაბრუნების გარეშე გაჩერდა. ეს იმის დემონსტრირებას ისახავდა მიზნად, რომ უმკაცრესი გარემო პირობებიც კი არ იყო დაბრკოლება ავტომწარმოებელ Changan-ის ელექტრომანქანების ახალი ხაზისთვის, რომელშიც შედის მასობრივი წარმოების პირველი ელექტრომობილი ნატრიუმ-იონური ბატარეით.
Changan-ის მოდელი Nevo AO6 ბაზარზე წლის ბოლოს გავა ნატრიუმ-იონური ბატარეების ახალი, უფრო მძლავრი თაობით, რომლებიც ენერგიის შენახვის გიგანტის, CATL-ის მიერ არის წარმოებული.
მიუხედავად იმისა, რომ დატენვადი ბატარეების უმეტესობა კრიტიკული ელემენტისგან, ლითიუმისგან მზადდება, ახალი ბატარეა დამზადებულია ნატრიუმისგან — გაცილებით უხვი და შესაბამისად, იაფი მასალისგან. თუკი ნატრიუმ-იონურმა ბატარეებმა ისეთივე კარგად იმუშავა, როგორიც მათი ფასია, შეიძლება წყალი შეუყენონ ლითიუმის დომინანტობას. ასევე შეიძლება გზა გაუხსნან სხვა სახის ბატარეებსაც, ისე, რომ ერთ მშვენიერ დღეს, ყოველი ტიპის მოწყობილობას შეიძლება ჰქონდეს საკუთარი, სასურველი ტიპის ქიმიური შემადგენლობის ბატარეა.
„ეს მხოლოდ დასაწყისია ბატარეების რევოლუციისა, რომელშიც ვნახავთ ბაზარზე შემოსულ უამრავ ახალ ბატარეას, რომელთა სამიზნეც კონკრეტული სეგმენტები იქნება. ნატრიუმი პიონერია, რომელსაც შეუძლია დაამტკიცოს, რომ სამყაროს არსებობა ლითიუმის მიღმაც შესაძლებელია“, — ამბობს ლონდონის დედოფალ მარის უნივერსიტეტის მკვლევარი მარია კრესპო-რიბადენეირა.
მიუხედავად იმისა, რომ ნატრიუმ-იონური ბატარეის წინამორბედი კომპანია Ford-მა 1966 წელს შექმნა, კომპანიებმა ამ ტექნოლოგიაზე სერიოზული მუშაობა გასული 15 წლის განმავლობაში დაიწყეს, რადგან ელექტროქსელისა და ავტომობილების ელექტრიფიკაციამ ლითიუმ-იონურ ბატარეებზე მოთხოვნა გაზარდა. ისიც იმავე გზით მუშაობს, მაგრამ ლითიუმისგან განსხვავებით, ნატრიუმი ელექტროლიტში იხსნება და ელექტროდებიც სხვადასხვა ნაერთებისგან შედგება.
თუმცა, ვინაიდან ნატრიუმი ლითიუმზე სამჯერ მძიმეა, იმავე მოცულობის ნატრიუმ-იონური ბატარეები უფრო მეტს იწონის. დიდი ხნის განმავლობაში მათი პოტენციალი განიხილებოდა მხოლოდ ელექტროენერგიის ქსელში შენახვის მხრივ, რადგან დიდ ობიექტში დამატებით მოცულობას მნიშვნელობა არ აქვს; ასევე განიხილავდნენ გამოყენებას პატარა ელექტრომობილებში ბატარეის მცირე დიაპაზონით.
ჩინეთში, გერმანიასა და აშშ-ში ნატრიუმ-იონური ქსელის შემნახველი რამდენიმე საწარმო ფუნქციონირებს. უფრო მეტის ასაშენებლად, აშშ-ის უდიდესმა ავტომწარმოებელმა General Motors-მა ახლახან კონტრაქტი გააფორმა სტარტაპ Peak Energy-სთან. Peak Energy ასევე ყიდის ნატრიუმ-იონურ ბატარეებს მონაცემთა ცენტრებისთვის, რომლებიც მათ ელექტროენერგიის იმ პერიოდებში შენახვის საშუალებას აძლევს, როცა ის იაფია. გაერთიანებულ სამეფოში, სახლებში ნატრიუმ-იონური ბატარეების დამონტაჟება დაიწყო კომპანია Eleven Energy-მ.
ახლა, ნატრიუმ-იონური სპეციფიკაციები ისე გაუმჯობესდა, რომ ტექნოლოგიის შესვლა უკვე შესაძლებელია ელექტრომობილთა ზოგად ბაზარზე. გერმანიის აახენის უნივერსიტეტის მეცნიერ მორიც შუტეს და მისი კოლეგების მიერ ჩატარებული ახალი კვლევის თანახმად, კომპანია Hina-ს მიერ წარმოებული ნატრიუმ-იონური ბატარეები უმეტეს პარამეტრში კონკურენციას უწევს Tesla-ს ლითიუმ-იონურ ბატარეებს, თუმცა მაინც ერთი მესამედით მძიმეა.
თუმცა, CATL-ი აცხადებს, რომ მის ნატრიუმ-იონურ ბატარეას აქვს ენერგიის სიმკვრივე 175 ვატი-საათი კილოგრამზე, რომელსაც შეუძლია კონკურენცია გაუწიოს Tesla-ს და სხვა მწარმოებლების იაფფასიან მოდელებში გამოყენებულ ლითიუმ-იონ ფოსფატურ ბატარეებს. მიუხედავად იმისა, რომ ნატრიუმ-იონური ბატარეები ფასით ჯერ კიდევ ვერ უწევენ კონკურენციას ლითიუმის ბატარეებს, ეს შეიძლება შეიცვალოს მათ გავრცელებასთან ერთად.
„ნატრიუმ-იონური ბატარეების გავრცელება სწრაფია. ეს იმას ნიშნავს, რომ წარმოების ხარჯი სულ უფრო მცირდება. ყოველ თაობაში მასალები სულ უფრო მოწინავე ხდება. არ ვიცით, სად დასრულდება ეს, ენერგიის რა სიმკვრივეზე“, — ამბობს მორიც შუტე.
თავისი უპირატესობები ნატრიუმსაც აქვს. ლითიუმის დამუშავება ბევრ ენერგიას მოითხოვს და ხშირად თან ახლავს დიდი ოდენობით ნახშირბადის გამოყოფა. ამ ინდუსტრიის უმეტეს ნაწილს ჩინეთი აკონტროლებს; მიწოდებას ხელი შეიძლება შეუშალოს გეოპოლიტიკურმა კონფლიქტებმა, მაგალითად, ტაივანის თაობაზე. ამას გარდა, ნულს ქვემოთ ტემპერატურაზე, ლითიუმის იონები ელექტროლიტში უფრო ნელა მოძრაობს; სწორედ ამიტომ ჯდება სმარტფონები სიცივეში მალე. სიცხეში კი ლითიუმის ელექტროლიტი შეიძლება აალდეს ან აფეთქდეს.
ელექტროქიმიურ რეაქციებში ნატრიუმის იონები ნაკლებ სითბოს გამოიმუშავებს, რაც ამცირებს აალების რისკს და შესაბამისად, ნაკლები ფული იხარჯება გაგრილებაში. ამას გარდა, ისინი სუსტ ბმებს წარმოქმნიან ელექტროლიტთან და ამიტომ, დიდად არ ნელდებიან სიცივეში.
ჩრდილოეთ ჩინეთში, ყინვაში გამოცდისას, CATL-ი აღნიშნავს, რომ ელექტრომობილის მისმა ნატრიუმ-იონურმა ბატარეამ ტევადობის 90 პროცენტი შეინარჩუნა -40°C ტემპერატურაზე. როდესაც ბატარეა შუაზე გაჭრეს, ის არ აალდა და ნათურის ენერგიით მომარაგებაც კი გააგრძელა.
შანხაიში მცხოვრები ელექტრომანქანების ვლოგერი ელიოტ რიჩარდსი, რომელიც ამ გამოცდას ესწრებოდა, ნატრიუმ-იონურ ბატარეას „ლითიუმის მკვლელს“ ეძახის. მიუხედავად იმისა, რომ ძვირად ღირებული ავტომობილები ალბათ ლითიუმის გამოყენებას გააგრძელებენ, ნატრიუმი შეიძლება დომინანტი გახდეს ბიუჯეტურ ელექტრომობილებში, ცხელი და ცივი კლიმატისთვის განკუთვნილ მოდელებში, სატვირთო მანქანებში, ელექტროქსელისა და სახლის ენერგოშემნახველებში.
მომზადებულია New Scientist-ის მიხედვით.