Czy zastosowanie sodu do budowy baterii zmieni zasady gry?

Indyjscy naukowcy opracowali baterię zdolną do zwiększenia swojej pojemności do 80% w zaledwie 6 minut. Wykorzystali technologię sodowo-jonową.

W kontekście rosnącego zapotrzebowania na bezpieczne, wydajne i tańsze alternatywy dla baterii litowo-jonowych zespół z Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research (JNCASR) w Bengaluru zaprezentował obiecującą technologię baterii sodowo-jonowej (SIB). Badacze twierdzą, że może się ona naładować do 80% w zaledwie 6 minut i zachować niezmienioną pojemność przez ponad 3 tys. cykli ładowania.

Nowa chemia, nowa prędkość

Kluczowym osiągnięciem zespołu pod kierunkiem prof. Premkumara Senguttuvana było opracowanie anody na bazie materiału Multi-electron NAtrium SuperIonic CONductor (NASICON)-Nb2(PO4)3(N0NbP). Trzy modyfikacje przyczyniły się do znacznej poprawy parametrów: redukcja cząsteczek do nanoskali, otoczenie ich cienką warstwą węgla oraz domieszkowanie aluminium. Dzięki temu uzyskano szybki i bezpieczny transport jonów sodu w obrębie elektrody, co bezpośrednio przekłada się na krótszy czas ładowania i dłuższą żywotność baterii.

REKLAMA

Sód, w przeciwieństwie do litu, jest powszechnie dostępny i tani – co czyni go strategicznie atrakcyjnym, szczególnie dla krajów takich jak Indie, które w dużej mierze polegają na imporcie litu. Według zespołu JNCASR bateria sodowa może być istotnym narzędziem realizacji rządowej strategii zakładającej samowystarczalność Indii w obszarze kluczowych technologii.

Zastosowania: od EV po systemy off-grid

Zastosowania technologii sodowo-jonowej mogą być szerokie: od pojazdów elektrycznych i magazynów energii w sieciach po drony i off-gridowe systemy energetyczne dla odległych terenów wiejskich. Co ważne, technologia zapewnia odporność na ryzyko pożaru oraz degradację – dwa kluczowe problemy baterii litowo-jonowych.

Zespół JNCASR przeprowadził testy wydajności i trwałości swoich baterii z wykorzystaniem metod takich jak symulacje kwantowe i testy elektrochemiczne. Wyniki zwróciły uwagę środowiska naukowego, choć technologia nie jest jeszcze dostępna komercyjnie i prace badawcze z pewnością jeszcze trochę potrwają.

Wyniki dotychczasowych badań opublikowano w artykule naukowym „Stabilizing Multi-Electron NASICON-Na1.5V0.5Nb1.5(PO4)3 Anode via Structural Modulation for Long-Life Sodium-Ion Batteries” opublikowanym w czasopiśmie „Advanced Energy Materials”.

REKLAMA

Wyścig na globalnym rynku

Warto dodać, że nie tylko Indie inwestują w rozwój sodowo-jonowych ogniw bateryjnych. Chiński gigant CATL niedawno zaprezentował nową markę baterii sodowo-jonowych o nazwie Naxtra, z planem rozpoczęcia masowej produkcji jeszcze w 2025 r.

Nowa bateria chińskiego giganta osiąga gęstość energii 175 Wh/kg i ma potencjał konkurowania z popularnymi ogniwami litowo-jonowo-fosforanowymi (LFP), szczególnie w zastosowaniach takich jak pojazdy elektryczne czy stacjonarne systemy magazynowania energii.

Włosi rzucili wyzwanie Chińczykom

Co istotne, sodowo-jonowe baterie zaczynają pojawiać się także w zastosowaniach komercyjnych. Włoski start-up Heiwit zaprezentował niedawno system bateryjny o pojemności 9,8 kWh przeznaczony do użytku domowego. Urządzenie, które nie zawiera litu, kobaltu ani niklu, oferuje 6,5 tys. cykli pracy przy 100% głębokości rozładowania, sprawność rzędu 95% oraz pełne naładowanie w mniej niż 2 godziny — bez potrzeby aktywnego chłodzenia.

Włoski producent zwraca również uwagę na niższe ryzyko przegrzewania i łatwiejszy recykling, co może stanowić ważny argument w kontekście dążenia do gospodarki cyrkularnej. Heiwit planuje pierwsze wdrożenia we współpracy z wybranymi instalatorami, traktując je jako element przygotowania do szerszej komercjalizacji.

Więcej na temat sodowo-jonowego magazynu energii z Włoch pisaliśmy w artykule: Włosi wprowadzają baterię sodową 9,8 kWh do domowych zastosowań.

Radosław Błoński

redakcja@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.