Natrium-ionebatterier (saltbatterier)

Fordeler med natrium-ionebatterier

Råvaretilgjengelighet: Natrium er i motsetning til litium rikelig tilgjengelig på jorden og utbredt. Det finnes i store mengder i havvann og forskjellige mineraler, noe som reduserer avhengigheten av geopolitisk ustabile regioner.
Miljøvennlighet: Utvinning av litium er ofte forbundet med betydelige miljøpåvirkninger, inkludert vannforbruk og jordforringelse. Natriumbaserte materialer kan utvinnes og bearbeides på en mer miljøvennlig måte.
Termisk stabilitet: Natrium-ion-batterier har en tendens til å ha mye bedre termisk stabilitet enn litium-ion-batterier. Det er ingen risiko for overoppheting og brann! Dette er spesielt viktig for applikasjoner der sikkerhet spiller en stor rolle – spesielt for båter, som er vanskelige å slukke.

Ulemper med natrium-ionebatterier

Lavere energitetthet: En vesentlig ulempe med natrium-ion-batterier er deres noe lavere energitetthet sammenlignet med litium-jernfosfat-batterier. For LiFePO4 er det rundt 210 Wh/kg og for SIB er det rundt 160 Wh/kg. Dette betyr at NIB-er er mindre attraktive i applikasjoner som krever høy energitetthet, slik som elektriske kjøretøy.
Større og tyngre celler: Natriumioner er større og tyngre enn litiumbatterier, noe som kan føre til tyngre og større batteripakker. Dette kan være problematisk i applikasjoner der vekt og plass er avgjørende faktorer.

Funksjonen til natriumbatterier

Natrium-ioner batterier fungerer etter et lignende prinsipp som litium-ioner batterier. Den grunnleggende forskjellen er imidlertid at natriumioner (Na⁺) brukes som ladningsbærere i stedet for litiumioner (Li⁺). Hovedkomponentene i et natrium-ion batteri er:

Kathode: Kathoden er laget av natrium-kobolt-oksid (NaCoO2), som tar opp Na⁺-ioner under utladningsprosessen og avgir dem under ladningsprosessen.

Anode: Som anode brukes vanligvis harde karboner, myke karboner eller metalloksider. I vårt tilfelle bruker vi karbon.

Elektrolytt: Elektrolytten består vanligvis av en natrium-saltløsning som er oppløst i et organisk løsemiddel. Den fungerer som et medium som natriumionene vandrer mellom anoden og katoden under lade- og utladningsprosessen.

Separator: Separatoren er en mikroporøs membran som skiller anoden og katoden, samtidig som den muliggjør strømmen av Na⁺-ioner.

Lade- og utladingsprosess

Lading: Under ladeprosessen blir natriumioner ekstrahert fra katoden og transportert gjennom elektrolytten til anoden, hvor de blir innlemmet i anodens struktur.

Utladning: Ved utladning frigjøres Na⁺-ionene fra anoden, vandrer tilbake gjennom elektrolytten til katoden og skaper en elektronstrøm gjennom den eksterne kretsen, som leverer elektrisk energi.

Konklusjon om saltbatterier

Natrium-ionebatterier er et lovende alternativ til litium-ionebatterier, spesielt med tanke på bærekraft og sikkerhet. Deres lavere energitetthet begrenser imidlertid for tiden bruksområdene - i det minste for elbiler. Når det gjelder båter, kan saltbatterier allerede brukes.