Language
Country/Area
No result found
سحر بطاريات أيون الصوديوم: لماذا يمكن لهذا النوع الجديد من البطاريات تحدي هيمنة بطاريات أيون الليثيوم؟
على مدى السنوات القليلة الماضية، استمر سعر الليثيوم في الارتفاع، مما جذب العديد من الباحثين إلى التحول إلى تكنولوجيا أيونات الصوديوم، مما يجعل الصوديوم بديلاً محتملاً.
وفقا للتقارير، بدأ تطوير بطاريات أيون الصوديوم في وقت مبكر من سبعينيات القرن العشرين، ولكن تم إهمالها في وقت ما بسبب التطور السريع لبطاريات أيون الليثيوم. بعد دخول العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأت بطاريات أيون الصوديوم تجذب انتباه الصناعة مرة أخرى بسبب ارتفاع تكلفة مواد الليثيوم والحاجة إلى حماية البيئة.
يتواجد الصوديوم بكثرة على الأرض، وخاصة في مياه البحر، وهو السبب الأساسي وراء قدرة بطاريات أيون الصوديوم على استبدال بطاريات أيون الليثيوم. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم بطاريات أيون الصوديوم مواد خام أرخص مثل الحديد لتحل محل المعادن الثمينة مثل الكوبالت والنيكل، مما يقلل بشكل أكبر من العبء البيئي الناجم عن عملية البناء.
إذا تم استخدام الصوديوم بدلاً من الليثيوم، فمن الممكن خفض تكلفة بطاريات أيون الصوديوم بشكل كبير، وهو ما سيشكل ثورة في سوق تخزين الطاقة.
كيف تعمل بطاريات أيونات الصوديوم
تعمل بطاريات أيون الصوديوم بطريقة مماثلة لبطاريات أيون الليثيوم. أثناء التفريغ، تنتقل أيونات الصوديوم من القطب الموجب إلى القطب السالب بينما تتدفق الإلكترونات عبر دائرة خارجية، ويحدث العكس أثناء الشحن. يتمتع الصوديوم بنصف قطر أيوني أكبر، مما يجعل حركية التداخل الخاصة به ليست سريعة مثل الليثيوم في بعض الحالات، ولكنه لا يزال يُظهر أداءً مثيرًا للإعجاب.على الرغم من أن الصوديوم لديه معدل تداخل أبطأ، فإن قدرته مماثلة لقدرة الليثيوم في العديد من المواد.
مواد لبطاريات الصوديوم الأيونية
تتميز بطاريات أيون الصوديوم بأنها تستخدم مواد ذات نقاط قوة وخصائص فيزيائية وكهروكيميائية مختلفة. تركز الأبحاث الحالية على مواد مثل الكربون الصلب المضاف إليه النيتروجين، والزرنيخ الكربوني، وسبائك المعادن، وحتى مواد الأكسيد للأقطاب الكهربائية السلبية والإيجابية. وتستكشف الأبحاث الجديدة أيضًا الإلكتروليتات الحرة والخالية من النيران.
ومن بينها الكربون الصلب، باعتباره مادة القطب السالب، يظهر استقرارًا مذهلاً وسعة نوعية عالية. تستكشف العديد من التقنيات المتقدمة كيفية تحسين كثافة الطاقة واستقرار دورة بطاريات أيون الصوديوم لتحقيق هدف التسويق التجاري.
بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون، أثبتت بطاريات أيون الصوديوم انخفاض تكلفتها ومزايا حماية البيئة في تطبيقات السوق طويلة الأجل.
إمكانات السوق والتطورات المستقبلية
بمشاركة بعض الشركات المعروفة، تتسارع عملية تسويق بطاريات أيون الصوديوم. وتبذل شركات صينية مثل CATL وBYD جهوداً حثيثة لتعزيز البحث والتطوير في مجال بطاريات أيون الصوديوم، على أمل إطلاق منتجات جاهزة للسوق في المستقبل القريب. يعد تخزين طاقة الشبكة العامة وسوق المركبات الكهربائية من المجالات التي قد تدخلها بطاريات أيون الصوديوم.
في عام 2023، توقع خبراء صناعة البطاريات التقليدية أن تصبح بطاريات أيون الصوديوم تقنية تخزين الطاقة السائدة خلال العقد المقبل.
