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A magia das baterias de íons de sódio: por que esse novo tipo de bateria pode desafiar o domínio das baterias de íons de lítio?
Na busca por alternativas mais econômicas e ecologicamente corretas, as baterias de íons de sódio (NIBs) têm gradualmente atraído a atenção global. À medida que o sódio se torna mais barato de adquirir em relação ao lítio e está mais difundido geograficamente, as baterias de íons de sódio estão surgindo como fortes concorrentes para a tecnologia de armazenamento de energia de última geração.
Nos últimos anos, o preço do lítio continuou a subir, atraindo muitos pesquisadores para a tecnologia de íons de sódio, tornando o sódio uma alternativa potencial.
Segundo relatos, o desenvolvimento de baterias de íons de sódio começou na década de 1970, mas foi negligenciado devido ao rápido desenvolvimento das baterias de íons de lítio. Após a entrada na década de 2010, as baterias de íons de sódio começaram a atrair a atenção da indústria novamente devido ao aumento do custo dos materiais de lítio e à necessidade de proteção ambiental.
O sódio é extremamente abundante na Terra, especialmente na água do mar, razão fundamental pela qual as baterias de íons de sódio têm o potencial de substituir as baterias de íons de lítio. Além disso, as baterias de íons de sódio usam matérias-primas mais baratas, como ferro, para substituir metais preciosos, como cobalto e níquel, o que reduz ainda mais o impacto ambiental da construção.
Se o sódio for usado para substituir o lítio, o custo das baterias de íons de sódio pode ser bastante reduzido, o que será uma revolução no mercado de armazenamento de energia.
Como funcionam as baterias de íons de sódio
As baterias de íons de sódio funcionam de maneira semelhante às baterias de íons de lítio. Durante a descarga, os íons de sódio se movem do eletrodo positivo para o negativo, enquanto os elétrons fluem através de um circuito externo, e o oposto acontece durante o carregamento. O sódio tem um raio iônico maior, o que faz com que sua cinética de intercalação não seja tão rápida quanto a do lítio em alguns casos, mas ainda apresenta um desempenho impressionante.
Embora o sódio tenha uma taxa de intercalação mais lenta, sua capacidade é comparável à do lítio em muitos materiais.
Materiais para baterias de íons de sódio
As baterias de íons de sódio são únicas porque usam materiais com diferentes resistências e propriedades físicas e eletroquímicas. A pesquisa atual se concentra em materiais como carbono duro dopado com nitrogênio, carbono arsênio, ligas metálicas e até mesmo materiais de óxido para eletrodos negativos e positivos. Novas pesquisas também estão explorando eletrólitos livres e livres de fogo.
Entre eles, o carbono duro, como material de eletrodo negativo, apresenta incrível estabilidade e alta capacidade específica. Muitas tecnologias avançadas estão explorando como melhorar a densidade de energia e a estabilidade do ciclo das baterias de íons de sódio para atingir a meta de comercialização.
Comparadas com as baterias de íons de lítio, as baterias de íons de sódio demonstraram seu baixo custo e vantagens de proteção ambiental em aplicações de mercado de longo prazo.
Potencial de mercado e desenvolvimento futuro
Com a participação de algumas empresas conhecidas, o processo de comercialização de baterias de íons de sódio está se acelerando. Empresas chinesas como CATL e BYD estão trabalhando duro para avançar na pesquisa e no desenvolvimento de baterias de íons de sódio, na esperança de lançar produtos prontos para o mercado em um futuro próximo. O armazenamento de energia na rede pública e o mercado de veículos elétricos são áreas onde as baterias de íons de sódio podem entrar.
Em 2023, especialistas tradicionais da indústria de baterias previram que as baterias de íons de sódio se tornarão a principal tecnologia de armazenamento de energia na próxima década.
Conclusão
O desenvolvimento de baterias de íons de sódio não está sujeito apenas a mudanças na demanda do mercado, mas também está intimamente relacionado à promoção da tecnologia, à aceitação do mercado e às flutuações nos custos das matérias-primas. Se as baterias de íons de sódio podem realmente substituir as baterias de íons de lítio no futuro depende de avanços tecnológicos e da expansão de suas aplicações. Vamos pensar juntos sobre quais mudanças o desenvolvimento dessa bateria emergente trará para nossas vidas.
