De meeste batterijen van vandaag zijn lithium-ionbatterijen. Ze worden gebruikt in elektrische voertuigen,datacentersen stationaire elektriciteitsnetten voor zonnepanelen en windturbines, evenals in alledaagse items zoals telefoons, laptops en elektrische scooters.
Lithium vereistenorme hoeveelheden waterVolgens het Institute for Energy Research extraheren en verfijnen - ongeveer 2 miljoen liter water per ton lithium, volgens het Institute for Energy Research.
Bijvoorbeeld inChili, 's werelds op een na grootste producent van lithium, maakt de industrie gebruik van een pekel mijnbouwproces, dat al schaars en schaars afleidt van lokale inheemse gemeenschappen en ernstige schade toebrengt aan de nabijgelegen fragiele wetland-ecosystemen.
Bovendien vereisen lithium-ionbatterijen zware metalen zoals kobalt, nikkel, mangaan en koper in hun kathoden, die de ionen uit de anode trekken wanneer de batterij ontlaadt.
De meeste kobaltreserves ter wereld bevinden zich in deDemocratische Republiek van de Congo, waarbij lithiummijnen routinematig werknemers exploiteren, waterbronnen verontreinigen en giftig stof en deeltjes in de lucht vrijgeven.
Afgezien van ethische overwegingen, vormt geopolitiek zijn eigen uitdagingen. ChinaDomineert de markt, met 68 procent van de wereldwijde raffinagecapaciteit van kobalt, 72 procent van de lithiumrefiningcapaciteit en 83 procent van de productiecapaciteit van lithium-ionen.
Deze valkuilen hebben zowel wetenschappers als bedrijven die op zoek zijn naar alternatieve bronnen van batterijvermogen.
Maar er is een goedkoop, overvloedig en direct beschikbaar materiaal dat de race leidt om lithium te vervangen als het belangrijkste ingrediënt in batterijen.
Zout.
Zoutwinning bij Sambhar Salt Lake, Rajasthan, India. Foto via Envato
Betreed natrium
Jean-Marie Tarascon, een professor in de natuurkunde en de chemie van de vaste staat aan de Collège de France, gelooft al minstens 15 jaar in de superioriteit van natrium.
Als oprichter en directeur van het onderzoeksnetwerkRS2E, leidde hij een team dat een natriumbatterij ontwikkelde bij de Collège en aan de Universiteit van Picardie Jules Verne-nogal passend, gezien Verne voor het eerst een fictieve zoutbatterij voor ogen in zijn boek,Twintigduizend competities onder de zee.
"De belangrijkste drijfveer in mijn geval was duurzaamheid", zegt Tarascon. "In 2010 was het duidelijk dat de wereld lithium-ionbatterijen zou overnemen en dat we uit deze bron zouden raken."
"De beslissing was om een alternatief te vinden - daarom zijn we naar natrium verhuisd."
Natriumbatterijen hebben een vergelijkbaar chemisch gedrag als lithium-ionbatterijen, zij het zonder de negatieve milieueffecten, zegt Shan Zhang, een onderzoeker aan de Chalmers University of Technology in Göteborg, Zweden.
"Het productieproces is ook vergelijkbaar, wat betekent dat je de productielijn niet echt zo veel hoeft te testen," voegt ze eraan toe. "U kunt bestaande productielijnen gebruiken en enkele aanpassingen maken voor de zoutbatterij."
Zhang zegt dat natriumbatterijen ook veiliger zijn dan hun lithium -tegenhangers en beter presteren bij extreme temperaturen.
Lithium-ionbatterijen zijn verantwoordelijk geweest voor talloze branden, met name een op eenCalifornia Battery Storage PlantEerder dit jaar verbrandde dat dagenlang en leidde tot de evacuatie van ongeveer 1.200 lokale bewoners.
In 2024 leidde Zhang eenstudieDat onderzocht de toekomstige klimaateffecten van verschillende soorten zoutbatterijen, gericht op koolstofemissies.
Haar team ontdekte dat tegen 2050 het gebruik van hernieuwbare energie om batterijen te produceren mogelijk zijn klimaateffecten met 43 tot 57 procent zou kunnen verminderen in vergelijking met 2020 -niveaus.
"De klimaatimpact daalt naarmate we verder in de toekomst gaan, van de productieprocessen, de mijnbouw, evenals de stroomopwaartse processen", zegt ze. "Het gebeurt langs de hele productieketen."
Maar de chemicaliën die in de kathode worden gebruikt, zijn nog steeds een zorg, zegt ze, en moeten worden aangepakt met meer investeringen in onderzoek naar natriumionbatterij.
Lithium-ionbatterijen, zoals deze geïnstalleerd op een MacBook, zijn veel lichter dan natriumbatterijen, waardoor ze moeilijk te vervangen zijn in elektronische apparaten. Foto: Mika Baumeister,Onschatbaar maken
Een niche vinden
Dus, wat stopt een grotere opname van natrium-ionbatterijen? Het is meestal deLage prijs van lithium, het concurrerend houden met natrium.
Na omhoog te gaan naar een record USD 83.000 per ton in november 2022, delithiumprijsSindsdien valt hij vorige maand en een dieptepunt van slechts USD 8.400 per ton geraakt, omdat elektrische voertuigen (EV's) langzamer zijn verkocht dan verwacht.
Een ander obstakel is dat natrium minder dicht is dan lithium, wat betekent dat meer ruimte en energie nodig is om dezelfde lading vast te houden.
Dit resulteert in een grotere, zwaardere batterij, die bijvoorbeeld minder dan ideaal is in uw auto of in uw telefoon.
In plaats van lithium volledig te vervangen, moet natrium "zijn nichetoepassingen vinden" waarbij volume en gewicht geen probleem zijn, zegt Zhang.
Naarmate wetenschappers blijven werken aan het verbeteren van hun energiedichtheid, bevindt zich een geschikte plek voor natrium-ionbatterijen in stationaire energieopslagsystemen, waarbij energie kan worden opgeslagen en ontladen wanneer dat nodig is om het elektrische rooster in evenwicht te brengen.
Bloomberg New Energy Finance (BNEF) is in feite momenteeluitstekendEen marktaandeel van 15 procent voor natrium-ionbatterijen in energieopslag tegen 2035, een stijging van 1 procent vandaag.
In de Verenigde Staten produceert Silicon Valley-gebaseerde Natron Energy natriumbatterijen voor installatie in datacenters en cloud computing-bedrijven, evenals EV-snelle opladers.
Ondertussen, in het VK, is Faradion, een dochteronderneming van India's Reliance New Energy Ltd.Natriumbatterijen makenvoor transport, opslag en back-up vermogen.
En in Frankrijk, Tiamat, een bedrijf dat Tarascon dient als een wetenschappelijk adviseur, heeft de eerste natrium-ionbatterij uitgevonden die is ontworpen voor gebruik in een commercieel product: asnaveloze krachtboor.
De Chinese fabrikant Yadea begint met natrium aangedreven elektrische bromfietsen te verkopen. Foto door Yadea, viaElektriciteit
Rijden op zout
De grootste adoptant van de natrium-ionbatterij is echterChina. Het land domineert al de markt in lithium-ionbatterijen, wat een reden is waarom het gemakkelijk de overstap heeft gemaakt, zegt Zhang.
Chinese bedrijven hebben al meer dan USD 7,6 miljard in natrium-iontechnologie geïnvesteerd, met 27Nieuwe productiefaciliteitenAlleen al in 2024 aangekondigd.
Bedrijven zoals Yadea, Hina en Contemporary Amperex Technology (CATL) bouwen nu een concurrentievoordeel op in de wereldwijde markt voor natrium-ionbatterijen, en zetten nog een grote stap in de schone technologie-industrie van het land.
En in tegenstelling tot hun westelijke tegenhangers, zetten ze al door natrium aangedreven voertuigen op de weg.
Hoewel deze tweewielers slechts een bereik van ongeveer 70 kilometer hebben, heeft de fabrikant batterij-swappingstations gebouwd waar eigenaren in minder dan een minuut uitgeputte batterijen kunnen schakelen, in plaats van uren te wachten om ze op te laden.
CATL, 's werelds grootste batterijfabrikant voor EV's en energieopslag, kondigde eerder dit jaar een plan aan om natriumbatterijen massaal te produceren voor zware vrachtwagens en auto's onder een nieuw merk genaamdNaxtra.
Elektrische motorfietsen en bromfietsen zijn al alomtegenwoordig in China, met sommige55 miljoen verkochtAlleen al in 2023.
Nu kunnen de uitstapjes van het land naar voertuigen met natriumbatterijen een enorme potentieel voor uitbreiding creëren in het hele Global South, met name in Azië en Afrika, zegt Kate Logan, directeur van de China Climate Hub en klimaatdiplomatie bij het Amerikaanse in de VSAsia Society Policy Institute.
"Omdat het gebruik van twee- en driewielers geconcentreerd is in het Global South, zullen deze markten vanaf het begin nog belangrijker zijn voor de algemene strategieën van Chinese bedrijven, in plaats van gedreven door factoren zoals handelsspanningen en gebrek aan toegang tot wereldwijde noordmarkten," legt ze uit.
Het omzetten van deze fietsen en trikes groothandel in elektrische stroom op de wereldwijde Zuid -markten zal een aanzienlijke impact hebben op zowel emissies als het gebruik van fossiele brandstoffen, voegt ze eraan toe.
Van zijn kant ziet Tarascon het volgende decennium ook een grote verandering in de grootte van auto's in het wereldwijde noorden.
"We gaan kleinere auto's hebben in de steden, meer taxi's en meer korte afstandsvoertuigen, dus automatisch zal de natrium-ionbatterij een groot spel hebben om te spelen," zegt hij.
"Als ik naar de toekomst kijk, zal deze technologie zeker worden verbeterd, en ik denk dat het een groot deel van de markt zal krijgen omdat er een enorme vraag is naar batterij-energie, en lithium-ion kan het niet allemaal maken."
De meeste batterijen van vandaag zijn lithium-ionbatterijen. Ze worden gebruikt in elektrische voertuigen,datacentersen stationaire elektriciteitsnetten voor zonnepanelen en windturbines, evenals in alledaagse items zoals telefoons, laptops en elektrische scooters.
Lithium vereistenorme hoeveelheden waterVolgens het Institute for Energy Research extraheren en verfijnen - ongeveer 2 miljoen liter water per ton lithium, volgens het Institute for Energy Research.
Bijvoorbeeld inChili, 's werelds op een na grootste producent van lithium, maakt de industrie gebruik van een pekel mijnbouwproces, dat al schaars en schaars afleidt van lokale inheemse gemeenschappen en ernstige schade toebrengt aan de nabijgelegen fragiele wetland-ecosystemen.
Bovendien vereisen lithium-ionbatterijen zware metalen zoals kobalt, nikkel, mangaan en koper in hun kathoden, die de ionen uit de anode trekken wanneer de batterij ontlaadt.
De meeste kobaltreserves ter wereld bevinden zich in deDemocratische Republiek van de Congo, waarbij lithiummijnen routinematig werknemers exploiteren, waterbronnen verontreinigen en giftig stof en deeltjes in de lucht vrijgeven.
Afgezien van ethische overwegingen, vormt geopolitiek zijn eigen uitdagingen. ChinaDomineert de markt, met 68 procent van de wereldwijde raffinagecapaciteit van kobalt, 72 procent van de lithiumrefiningcapaciteit en 83 procent van de productiecapaciteit van lithium-ionen.
Deze valkuilen hebben zowel wetenschappers als bedrijven die op zoek zijn naar alternatieve bronnen van batterijvermogen.
Maar er is een goedkoop, overvloedig en direct beschikbaar materiaal dat de race leidt om lithium te vervangen als het belangrijkste ingrediënt in batterijen.
Zout.
Zoutwinning bij Sambhar Salt Lake, Rajasthan, India. Foto via Envato
Betreed natrium
Jean-Marie Tarascon, een professor in de natuurkunde en de chemie van de vaste staat aan de Collège de France, gelooft al minstens 15 jaar in de superioriteit van natrium.
Als oprichter en directeur van het onderzoeksnetwerkRS2E, leidde hij een team dat een natriumbatterij ontwikkelde bij de Collège en aan de Universiteit van Picardie Jules Verne-nogal passend, gezien Verne voor het eerst een fictieve zoutbatterij voor ogen in zijn boek,Twintigduizend competities onder de zee.
"De belangrijkste drijfveer in mijn geval was duurzaamheid", zegt Tarascon. "In 2010 was het duidelijk dat de wereld lithium-ionbatterijen zou overnemen en dat we uit deze bron zouden raken."
"De beslissing was om een alternatief te vinden - daarom zijn we naar natrium verhuisd."
Natriumbatterijen hebben een vergelijkbaar chemisch gedrag als lithium-ionbatterijen, zij het zonder de negatieve milieueffecten, zegt Shan Zhang, een onderzoeker aan de Chalmers University of Technology in Göteborg, Zweden.
"Het productieproces is ook vergelijkbaar, wat betekent dat je de productielijn niet echt zo veel hoeft te testen," voegt ze eraan toe. "U kunt bestaande productielijnen gebruiken en enkele aanpassingen maken voor de zoutbatterij."
Zhang zegt dat natriumbatterijen ook veiliger zijn dan hun lithium -tegenhangers en beter presteren bij extreme temperaturen.
Lithium-ionbatterijen zijn verantwoordelijk geweest voor talloze branden, met name een op eenCalifornia Battery Storage PlantEerder dit jaar verbrandde dat dagenlang en leidde tot de evacuatie van ongeveer 1.200 lokale bewoners.
In 2024 leidde Zhang eenstudieDat onderzocht de toekomstige klimaateffecten van verschillende soorten zoutbatterijen, gericht op koolstofemissies.
Haar team ontdekte dat tegen 2050 het gebruik van hernieuwbare energie om batterijen te produceren mogelijk zijn klimaateffecten met 43 tot 57 procent zou kunnen verminderen in vergelijking met 2020 -niveaus.
"De klimaatimpact daalt naarmate we verder in de toekomst gaan, van de productieprocessen, de mijnbouw, evenals de stroomopwaartse processen", zegt ze. "Het gebeurt langs de hele productieketen."
Maar de chemicaliën die in de kathode worden gebruikt, zijn nog steeds een zorg, zegt ze, en moeten worden aangepakt met meer investeringen in onderzoek naar natriumionbatterij.
Lithium-ionbatterijen, zoals deze geïnstalleerd op een MacBook, zijn veel lichter dan natriumbatterijen, waardoor ze moeilijk te vervangen zijn in elektronische apparaten. Foto: Mika Baumeister,Onschatbaar maken
Een niche vinden
Dus, wat stopt een grotere opname van natrium-ionbatterijen? Het is meestal deLage prijs van lithium, het concurrerend houden met natrium.
Na omhoog te gaan naar een record USD 83.000 per ton in november 2022, delithiumprijsSindsdien valt hij vorige maand en een dieptepunt van slechts USD 8.400 per ton geraakt, omdat elektrische voertuigen (EV's) langzamer zijn verkocht dan verwacht.
Een ander obstakel is dat natrium minder dicht is dan lithium, wat betekent dat meer ruimte en energie nodig is om dezelfde lading vast te houden.
Dit resulteert in een grotere, zwaardere batterij, die bijvoorbeeld minder dan ideaal is in uw auto of in uw telefoon.
In plaats van lithium volledig te vervangen, moet natrium "zijn nichetoepassingen vinden" waarbij volume en gewicht geen probleem zijn, zegt Zhang.
Naarmate wetenschappers blijven werken aan het verbeteren van hun energiedichtheid, bevindt zich een geschikte plek voor natrium-ionbatterijen in stationaire energieopslagsystemen, waarbij energie kan worden opgeslagen en ontladen wanneer dat nodig is om het elektrische rooster in evenwicht te brengen.
Bloomberg New Energy Finance (BNEF) is in feite momenteeluitstekendEen marktaandeel van 15 procent voor natrium-ionbatterijen in energieopslag tegen 2035, een stijging van 1 procent vandaag.
In de Verenigde Staten produceert Silicon Valley-gebaseerde Natron Energy natriumbatterijen voor installatie in datacenters en cloud computing-bedrijven, evenals EV-snelle opladers.
Ondertussen, in het VK, is Faradion, een dochteronderneming van India's Reliance New Energy Ltd.Natriumbatterijen makenvoor transport, opslag en back-up vermogen.
En in Frankrijk, Tiamat, een bedrijf dat Tarascon dient als een wetenschappelijk adviseur, heeft de eerste natrium-ionbatterij uitgevonden die is ontworpen voor gebruik in een commercieel product: asnaveloze krachtboor.
De Chinese fabrikant Yadea begint met natrium aangedreven elektrische bromfietsen te verkopen. Foto door Yadea, viaElektriciteit
Rijden op zout
De grootste adoptant van de natrium-ionbatterij is echterChina. Het land domineert al de markt in lithium-ionbatterijen, wat een reden is waarom het gemakkelijk de overstap heeft gemaakt, zegt Zhang.
Chinese bedrijven hebben al meer dan USD 7,6 miljard in natrium-iontechnologie geïnvesteerd, met 27Nieuwe productiefaciliteitenAlleen al in 2024 aangekondigd.
Bedrijven zoals Yadea, Hina en Contemporary Amperex Technology (CATL) bouwen nu een concurrentievoordeel op in de wereldwijde markt voor natrium-ionbatterijen, en zetten nog een grote stap in de schone technologie-industrie van het land.
En in tegenstelling tot hun westelijke tegenhangers, zetten ze al door natrium aangedreven voertuigen op de weg.
Hoewel deze tweewielers slechts een bereik van ongeveer 70 kilometer hebben, heeft de fabrikant batterij-swappingstations gebouwd waar eigenaren in minder dan een minuut uitgeputte batterijen kunnen schakelen, in plaats van uren te wachten om ze op te laden.
CATL, 's werelds grootste batterijfabrikant voor EV's en energieopslag, kondigde eerder dit jaar een plan aan om natriumbatterijen massaal te produceren voor zware vrachtwagens en auto's onder een nieuw merk genaamdNaxtra.
Elektrische motorfietsen en bromfietsen zijn al alomtegenwoordig in China, met sommige55 miljoen verkochtAlleen al in 2023.
Nu kunnen de uitstapjes van het land naar voertuigen met natriumbatterijen een enorme potentieel voor uitbreiding creëren in het hele Global South, met name in Azië en Afrika, zegt Kate Logan, directeur van de China Climate Hub en klimaatdiplomatie bij het Amerikaanse in de VSAsia Society Policy Institute.
"Omdat het gebruik van twee- en driewielers geconcentreerd is in het Global South, zullen deze markten vanaf het begin nog belangrijker zijn voor de algemene strategieën van Chinese bedrijven, in plaats van gedreven door factoren zoals handelsspanningen en gebrek aan toegang tot wereldwijde noordmarkten," legt ze uit.
Het omzetten van deze fietsen en trikes groothandel in elektrische stroom op de wereldwijde Zuid -markten zal een aanzienlijke impact hebben op zowel emissies als het gebruik van fossiele brandstoffen, voegt ze eraan toe.
Van zijn kant ziet Tarascon het volgende decennium ook een grote verandering in de grootte van auto's in het wereldwijde noorden.
"We gaan kleinere auto's hebben in de steden, meer taxi's en meer korte afstandsvoertuigen, dus automatisch zal de natrium-ionbatterij een groot spel hebben om te spelen," zegt hij.
"Als ik naar de toekomst kijk, zal deze technologie zeker worden verbeterd, en ik denk dat het een groot deel van de markt zal krijgen omdat er een enorme vraag is naar batterij-energie, en lithium-ion kan het niet allemaal maken."
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
