Language
Country/Area
No result found
كنز الطبيعة: لماذا يعتبر الصوديوم مثاليًا للبطاريات المستقبلية؟
في سياق تحول الطاقة العالمي، أصبحت بطاريات أيونات الصوديوم (بطاريات أيونات الصوديوم، باختصار SIBs) نقطة جذب بحثية تدريجيًا. مع ارتفاع أسعار الليثيوم وتزايد المخاوف البيئية، بدأ العلماء في استكشاف إمكانات الصوديوم كمادة للبطاريات. إن وفرة الصوديوم الطبيعية وسهولة توفره تجعله مرشحًا مثاليًا لتخزين الطاقة في المستقبل.
"إن وجود الصوديوم في كل مكان، وخاصة في مياه البحر، يجعله مادة بطارية مستدامة."
تعمل بطاريات أيونات الصوديوم بشكل مشابه لبطاريات الليثيوم أيون، حيث تقوم بتخزين وإطلاق الطاقة من خلال حركة الأيونات بين الأنود والكاثود. ومع ذلك، فإن للصوديوم نصف قطر أيوني أكبر من الليثيوم، مما يجعل أيونات الصوديوم تتصرف بشكل مختلف في البطاريات. على سبيل المثال، الصوديوم لديه معدل انتشار أبطأ، مما يؤثر على كفاءة البطارية وسرعات الشحن والتفريغ.
على عكس الليثيوم، يعتبر الصوديوم رخيصًا نسبيًا في التعدين والمعالجة، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على انخفاض تكاليف البطارية. ويبين التقرير أن الكمية الإجمالية للصوديوم وفيرة وموزعة بالتساوي، مما يقلل من المخاطر الجيوسياسية في مختلف النواحي. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر بطاريات أيون الصوديوم صديقة للبيئة من حيث المواد وتتجنب استخدام المواد الضارة مثل التنغستن والكوبالت.
"إن بطاريات الصوديوم ليست أكثر صداقة للبيئة فحسب، بل إن تكلفة موادها الخام أيضًا أقل بكثير من بطاريات الليثيوم التقليدية."
مع زيادة الطلب في السوق، بدأت أيضًا تكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم المتقدمة في الظهور. على سبيل المثال، هناك حاليًا العديد من الشركات على وشك إطلاق منتجات البطاريات المعتمدة على الصوديوم في السوق، بما في ذلك شركتا CATL وFaradion الصينيتان. وتسعى هذه الشركات إلى استخدام أكاسيد الفلزات الانتقالية القائمة على الصوديوم، والأزرق البروسي ومشتقاتها كمواد أنودية، وهناك بالفعل حالات ناجحة لتسويق بطاريات أيونات الصوديوم.
من منظور تاريخ تطور التكنولوجيا، يمكن إرجاع البحث والتطوير لبطاريات أيونات الصوديوم إلى التسعينيات. على الرغم من أن بطاريات أيون الليثيوم أظهرت إمكانات تجارية أكبر من الناحية الاقتصادية، فقد حظيت بطاريات أيون الصوديوم باهتمام متجدد في العقد الماضي مع ارتفاع أسعار الليثيوم. ووفقا للبيانات، منذ عام 2020، فإن ظهور العديد من براءات الاختراع يشير إلى أن تكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم قد دخلت مرحلة التسويق.
أما بالنسبة لكيفية عمل هذه التقنية، تستخدم بطاريات أيونات الصوديوم مزيجًا من الأنود المعتمد على الصوديوم والكربون الصلب. أثناء الشحن، تنتقل أيونات الصوديوم من الكاثود إلى الأنود، وفي الاتجاه المعاكس أثناء التفريغ. على الرغم من أن للصوديوم نصف قطر أيوني كبير، إلا أن العلماء يعملون بجد من خلال البحث المستمر لحل مشكلة حركية الإقحام البطيء للصوديوم.
"إن الخصائص الكيميائية للصوديوم تجعل من الممكن الاتحاد مع المواد الشائعة مثل الحديد والنحاس، مما يقلل بشكل فعال الطلب على المعادن الثمينة."
بالإضافة إلى اختيار المواد، تعمل بطاريات أيونات الصوديوم أيضًا بشكل جيد من حيث السلامة ودورة الحياة. نظرًا لكيمياء استخدام الصوديوم، فإن هذه البطاريات عمومًا تظهر اقتصاديات وأمانًا أفضل من بطاريات الليثيوم التقليدية. ومع ذلك، على الرغم من أن كثافة الطاقة غالبًا ما تكون أقل، إلا أن هذا العيب يتقلص مع تحسن التكنولوجيا.
في الوقت الحالي، تتسارع عملية تسويق بطاريات أيونات الصوديوم في الصين وبلدان أخرى. على سبيل المثال، قامت شركة HiNa Battery Technology الصينية للتو بتركيب بطارية أيون الصوديوم بقدرة 140 واط/كجم على سيارة اختبار كهربائية للمرة الأولى. وهذه لحظة مهمة أخرى لتسويق تكنولوجيا أيون الصوديوم.
في مجال السيارات الكهربائية، دخلت تكنولوجيا SIB أيضًا في فصل الربيع. أصبحت JMEV EV3 من شركة Farasis Energy أول سيارة كهربائية تعمل ببطارية الصوديوم يتم إنتاجها بكميات كبيرة في العالم، وتشير هذه التطورات إلى أن تكنولوجيا بطاريات الصوديوم على وشك أن تصبح سائدة، مما يمهد الطريق لتطبيقات النقل وتخزين الطاقة المستقبلية.
"إن بطاريات أيونات الصوديوم ليست أمل المستقبل فحسب، ولكنها أيضًا خطوة مهمة نحو ثورة الطاقة المستدامة."
مع استمرار تحسين تكنولوجيا بطاريات الصوديوم، ستكون هناك تحديات وفرص في المستقبل. لقد أصبح ما إذا كان يمكنها أن تبرز في سوق الطاقة الذي يتسم بالتنافس المتزايد هو محور اهتمام الدوائر العلمية والتجارية العالمية. مع استمرار تعميق البحث العلمي، كيف ستؤثر بطاريات أيونات الصوديوم على حياتنا وأنماط استخدام الطاقة في السنوات القليلة المقبلة؟
