V kontextu globální energetické transformace a cílů „dvojího uhlíku“ si technologie baterií jakožto klíčový nástroj pro ukládání energie získala značnou pozornost. V posledních letech se sodíkovo-iontové baterie (SIB) dostaly z laboratoří do průmyslu a staly se velmi očekávaným řešením pro ukládání energie po lithium-iontových bateriích.
Základní informace o sodíkovo-iontových bateriích
Sodík-iontové baterie jsou typem sekundární baterie (dobíjecí), která používá ionty sodíku (Na⁺) jako nosiče náboje. Jejich princip fungování je podobný principu lithium-iontových baterií: během nabíjení a vybíjení se ionty sodíku pohybují mezi katodou a anodou elektrolytem, což umožňuje ukládání a uvolňování energie.
·Základní materiályKatoda obvykle používá vrstevnaté oxidy, polyaniontové sloučeniny nebo analogy pruské modři; anoda se skládá převážně z tvrdého nebo měkkého uhlíku; elektrolyt je roztok sodné soli.
·Technologická vyspělostVýzkum začal v 80. letech 20. století a nedávný pokrok v oblasti materiálů a procesů výrazně zlepšil hustotu energie a životnost, což činí komercializaci stále proveditelnější.
Sodík-iontové baterie vs. lithium-iontové baterie: Klíčové rozdíly a výhody
Přestože sodíkovo-iontové baterie sdílejí podobnou strukturu s lithium-iontovými bateriemi, výrazně se liší vlastnostmi materiálu a způsoby použití:
| Porovnávací dimenze | Sodík-iontové baterie | Lithium-iontové baterie |
| Hojnost zdrojů | Sodík je hojný (2,75 % v zemské kůře) a široce rozšířený | Lithium je vzácné (0,0065 %) a geograficky koncentrované |
| Náklady | Nižší náklady na suroviny, stabilnější dodavatelský řetězec | Vysoká cenová volatilita lithia, kobaltu a dalších materiálů, závislost na dovozu |
| Hustota energie | Nižší (120–160 Wh/kg) | Vyšší (200–300 Wh/kg) |
| Výkon při nízkých teplotách | Zachování kapacity >80 % při -20 ℃ | Slabý výkon při nízkých teplotách, snadná degradace kapacity |
| Bezpečnost | Vysoká tepelná stabilita, větší odolnost vůči přebíjení/vybíjení | Vyžaduje přísné řízení rizik tepelného úniku |
Hlavní výhody sodíkovo-iontových baterií:
1.Nízké náklady a udržitelnost zdrojůSodík je široce dostupný v mořské vodě a minerálech, což snižuje závislost na vzácných kovech a dlouhodobé náklady o 30–40 %.
2. Vysoká bezpečnost a šetrnost k životnímu prostředíNeobsahuje těžké kovy, je kompatibilní s bezpečnějšími elektrolytickými systémy a vhodný pro velkokapacitní skladování energie.
3. Přizpůsobivost širokému teplotnímu rozsahuVynikající výkon v prostředí s nízkými teplotami, ideální pro chladné oblasti nebo venkovní systémy skladování energie.
Perspektivy použití sodíkovo-iontových baterií
Díky technologickému pokroku vykazují sodíkovo-iontové baterie velký potenciál v následujících oblastech:
1. Velkoobjemové systémy pro ukládání energie (ESS):
Jako doplňkové řešení pro větrnou a solární energii mohou nízké náklady a dlouhá životnost sodíkovo-iontových baterií účinně snížit náklady na elektřinu (LCOE) a podpořit snižování špiček v síti.
2. Nízkorychlostní elektrická vozidla a jednokolová vozidla:
V situacích s nižšími požadavky na hustotu energie (např. elektrická jízdní kola, logistická vozidla) mohou sodíkovo-iontové baterie nahradit olověné baterie, což nabízí jak environmentální, tak ekonomické výhody.
3. Záložní napájení a úložiště energie základnové stanice:
Díky širokému teplotnímu rozsahu jsou vhodné pro záložní napájení v teplotně citlivých aplikacích, jako jsou komunikační základnové stanice a datová centra.
Trendy budoucího vývoje
Prognózy odvětví předpovídají, že globální trh se sodíkovo-iontovými bateriemi do roku 2025 překročí 5 miliard dolarů a do roku 2030 dosáhne 10–15 % trhu s lithium-iontovými bateriemi. Mezi budoucí směry vývoje patří:
·Materiální inovaceVývoj vysokokapacitních katod (např. vrstevnatých oxidů typu O3) a anodových materiálů s dlouhou životností pro zvýšení hustoty energie nad 200 Wh/kg.
·Optimalizace procesůVyužití vyspělých výrobních linek na lithium-iontové baterie k rozšíření výroby sodíkovo-iontových baterií a dalšímu snížení nákladů.
·Rozšíření aplikaceDoplnění lithium-iontových baterií pro vybudování diverzifikovaného portfolia technologií pro ukládání energie.
Závěr
Vzestup sodíkových baterií nemá za cíl nahradit lithium-iontové baterie, ale poskytnout ekonomičtější a bezpečnější alternativu pro skladování energie. V kontextu uhlíkové neutrality jim jejich šetrnost ke zdrojům a přizpůsobivost aplikacím zajistí místo v oblasti skladování energie. Jako průkopník v inovacích energetických technologiíDENNÍBudeme i nadále sledovat vývoj technologie sodíkovo-iontových baterií a budeme se zavázat k poskytování efektivních a udržitelných energetických řešení našim zákazníkům.
Sledujte nás pro další novinky z oblasti špičkových technologií!
Čas zveřejnění: 25. února 2025
