Natrium-ionbatterijen bieden veelbelovende technologie
“Lithium-ionbatterijen worden een dominante technologie in de wereld en zijn beter voor het klimaat dan op fossiele brandstoffen gebaseerde technologie, vooral als het om transport gaat. Maar lithium vormt een knelpunt. Je kunt niet in hetzelfde tempo lithiumbatterijen produceren als je elektrische auto’s wilt produceren, en de voorraden lopen het risico op de lange termijn uitgeput te raken”, zegt Rickard Arvidsson. Bovendien worden cruciale batterijmaterialen, zoals lithium en kobalt, op slechts enkele plaatsen in de wereld grotendeels gewonnen, wat een risico voor de aanvoer vormt.
De ontwikkeling van nieuwe batterijtechnologieën gaat snel in de zoektocht naar de volgende generatie duurzame energieopslag – die bij voorkeur een lange levensduur moet hebben, een hoge energiedichtheid moet hebben en gemakkelijk te produceren moet zijn. Het onderzoeksteam van Chalmers koos ervoor om te kijken naar natrium-ionbatterijen, die natrium bevatten – een veel voorkomende stof die voorkomt in het gewone natriumchloride – in plaats van lithium. In een nieuwe studie hebben ze een zogenaamde levenscyclusanalyse van de batterijen uitgevoerd, waarbij ze hun totale impact op het milieu en de hulpbronnen tijdens de winning en productie van grondstoffen hebben onderzocht.
De verwachting is dat de huidige natrium-ionbatterijen al zullen worden gebruikt voor stationaire energieopslag in het elektriciteitsnet, en bij verdere ontwikkeling zullen ze in de toekomst waarschijnlijk ook in elektrische voertuigen worden gebruikt.
“Energieopslag is een voorwaarde voor de uitbreiding van wind- en zonne-energie. Aangezien de opslag voornamelijk met batterijen gebeurt, is de vraag waar deze batterijen van gemaakt zullen worden? De toegenomen vraag naar lithium en kobalt zou een obstakel voor deze ontwikkeling kunnen zijn”, zegt Rickard Arvidsson.
Het grote voordeel van de technologie is dat de materialen in de natriumionbatterijen overvloedig aanwezig zijn en over de hele wereld te vinden zijn. Eén elektrode in de batterijen – de kathode – heeft natriumionen als ladingsdrager, en de andere elektrode – de anode – bestaat uit harde koolstof, die in een van de voorbeelden die de Chalmers-onderzoekers hebben onderzocht, kan worden geproduceerd uit biomassa uit de bosbouw. . Ook in termen van productieprocessen en geopolitiek zijn natriumionbatterijen een alternatief dat de transitie naar een fossielvrije samenleving kan versnellen. “Batterijen op basis van overvloedige grondstoffen kunnen geopolitieke risico’s en afhankelijkheden van specifieke regio’s verminderen, zowel voor batterijfabrikanten als voor landen”, zegt Rickard Arvidsson.
