Със сигурност всеки от нас има вкъщи поне 10 устройства, които са на батерия и се нуждаят от зареждане през определено време. Най-често зареждаме смартфона си, смарт часовника, лаптопа, таблета. Но не бива да забравяме и безжичните слушалки, четката за зъби, външната батерия и още много други.
Всички тези устройства изискват производството на огромно количество батерии, а когато излязат извън строя се превръщат в опасен боклук, който е все по-голям проблем за околната среда. Отделно все по-масовото производство на електромобили също изисква производството на още по-повече литиеви батерии. А този процес е свързан с използването на големи количества вода и енергия.
Затова явно трябва нещо генерално да се промени. И вероятно това е материалът, от който се произвеждат по-голяма част от батериите. На този етап те са предимно с литий. Но той е много труден за рециклиране, затова и все повече в технологичния свят навлизат батериите с натрий. Този елемент, съдържащ се и в готварската сол, може да бъде малката голяма стъпка към създаване на по-устойчиви батерии.
Източник: iStock
Натрият е много по-устойчив източник на енергия от лития, твърди Джеймс Куин, главен изпълнителен директор на британската компания Faradion, която вече произвежда натриево-йонни батерии. Освен това елементът е по-леснодостъпен навсякъде по света, което го прави по-лесен за извличане.
Този процес изисква по-малко водни ресурси, които и без това са застрашени от човешката дейност и климатичните промени. Литият пък беше посочен от Европейския съюз като "критична суровина" още през 2020 г. Той се добива предимно чрез използването на изпарителни басейни, които пък доказано създават замърсяване.
За да станат натриево-йонните батерии новият стандарт в света на технологиите е важно те да отговарят на критериите, които направиха литиево-йонните най-използвани. Това са продължителност на живота, мощност, енергийна плътност, безопасност и достъпна цена.
Източник: iStock
Е, батериите с натрий имат и един голям допълнителен плюс, защото при тези с литий струва по-малко да произведеш нова, отколкото да рециклираш стара. В натриево-йонните батерии натрият директно замества лития. За разлика от литиево-йонните батерии, натриевите съдържат четири основни компонента - анод, катод, електролит и сепаратор.
В натриевата батерия също така могат да се използват по-евтини материали и например медното фолио да се замени с алуминиево, което също намалява производствените разходи. Освен това натриевите батерии са по-безопасни при транспортиране и по-устойчиви при различни условия. По-ниските нива на запалимост са голям плюс за внедряването им в електрическите автомобили.
Но имат и един голям минус - по-ниската енергийна плътност, която би се отразила на пробега на колата. Заради него надали натриевите батерии ще могат да заменят литиевите в този отрасъл. Проблем е и по-малкият брой цикли на зареждане, които натриевите батерии издържат - около 5000 пъти, докато при литиево-железните фосфатни батерии той е между 8000 и 10000. Но това е проблем, който може да бъде разрешен и вече има напредък по него, пише BBC.
Източник: iStock
Учени смятат, че преминаването от производство на литиеви към производство на натриеви батерии няма да струва много на бранша. Защото в технологията няма съществени различия. Има и още една, не толкова популярна алтернатива на литиево-йонните батерии и това са литиево-серните.
В тях също се използва литий в анода, но и сяра в катода, вместо никел, манган и кобалт. Сярата е много по-достъпна и в по-големи количества, което би направило производството на подобни батерии по-лесно и по-евтино.
Въпреки че тези батерии също съдържат литий, изобилието от сяра ги прави потенциално по-устойчив вариант в сравнение с конвенционалните литиево-йонни батерии. Те обаче имат проблеми със зареждането и създадените на този етап прототипи имат живот от едва 50 цикъла, което е силно незадоволително. Въпреки това литиево-серните батерии и сега се използват в някои устройства, които изискват минимален заряд. Но те трудно биха могли да се превърнат в широко разпространена алтернатива, особено на фона на натриево-йонните.
