На горизонте постоянно маячат какие-то «революционные» технологии батарей, но почему-то они никогда не материализуются в реальности. Натрий-ионные батареи — исключение из этого правила, и они уже меняют подход к производству техники. Портал howtogeek.com рассказал, чем такие батареи отличаются от литий-ионных и в чем их преимущество.
Литиевые батареи питают мир. Их удельная мощность делает существование смартфонов и ноутбуков возможным, не говоря уже о большинстве электрокаров. Однако у них также есть длинный список недостатков: высокая ресурсная стоимость производства, хрупкие цепочки снабжения, загрязнение окружающей среды, этические и политические проблемы.
С каждым годом становится очевиднее, что, если человечество собирается полностью перейти на возобновляемые источники энергии, эту энергию придется где-то хранить. И технология литиевых батарей не может быть масштабирована до необходимой степени. Людям нужны батареи, созданные на базе какого-то изобильного, широко распространенного ресурса, который был бы более безопасным и стабильным.
Здесь на сцену и выходят натрий-ионные батареи. Их базовые принципы ничем не отличаются от литий-ионных: разница лишь в том, что для транспортировки ионов между терминалами используется другой материал. Натрий можно найти почти везде, он дешевый и простой в добыче. Прочие ингредиенты, вроде железа и марганца, тоже не трудно получить — они выступают хорошими компонентами для натрий-ионных катодов. По крайней мере, они значительно дешевле редкого никеля и кобальта, которые используются в литий-ионных батареях.
Натрий-ионные аккумуляторы также более безопасны, что делает их привлекательной альтернативой для батарей электрокаров. Не говоря уже о том, что они лучше работают в низких температурах: из-за привередливости литий-ионных батарей жители некоторых холодных регионов планеты просто не могут пользоваться электрическими автомобилями.
Но если натрий-ионные батареи так хороши, то почему они до сих пор не стали повсеместными? Как можно догадаться, у них тоже есть свои проблемы, и до недавних пор они не позволяли подобным аккумуляторам стать по-настоящему популярными.
Первый нюанс — низкая удельная мощность по сравнению с литий-ионными батареями. Производителям электрокаров нет смысла использовать в два раза больше батарейных ресурсов, чтобы в итоге получить ту же мощность, что и раньше. Но постепенно ситуация меняется. Например, китайская компания CATL, крупнейший производитель батарей, недавно запустила второе поколение своей натрий-ионной платформы — и она вполне может сравниться с мощностью традиционных аккумуляторов, которые ставят в пассажирские электрокары.
Причем не только Китай работает в этом направлении. Производители из США и Японии тоже начинают активнее осваивать натрий-ионные технологии, хотя нельзя отрицать, что им предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем они займут свое место в потребительской электронике и машинах.
По факту, натрий-ионные батареи и не должны полностью заменять литий-ионные. Технологию лучше использовать там, где она принесет максимальную пользу с минимальными недостатками. Например, для хранения энергии в крупных электросетях, для легких электрокаров, портативных аккумуляторов и других устройств, рассчитанных на много циклов зарядки.