Natrium - Fremtiden for E-Auto-Batterier?

Kan natrium bli et alternativ til litium i produksjonen av batterier til elbiler? Dette spørsmålet diskuteres nå blant eksperter, ettersom natrium er et rimelig kjemisk element sammenlignet med det kostbare litiumet.

Det finnes allerede elbiler som kjører på natriumbatterier, men en av utfordringene er den lave energitettheten disse batteriene har. Dette gjør at større og kraftigere batterier blir lite økonomiske, ettersom de krever mye volum og vekt.

Nylig har forskere ved Princeton-universitetet i USA presentert et natrium-ion-batteri som har potensial til å overgå tidligere kapasiteter. Hvis dette lykkes, kan elbiler med natriumbatterier oppnå betydelig bedre rekkevidde om noen år. Dessuten er produksjonskostnadene for natriumbatterier bare 40 prosent av hva litiumbatterier koster i dag.

Professor Mircea Dincă, en anerkjent kjemiker og leder av forskningsgruppen som har studert natrium som et mulig alternativ i flere år, forteller at natrium er lett tilgjengelig i store mengder, i motsetning til det sjeldne litiumet. Natrium finnes blant annet i forskjellige typer salt og i havvann. Forresten har det kinesiske selskapet CATL, som er verdens største batteriprodusent, nylig også lansert et natriumbatteri.

Akkurat som litium er natrium et alkalimetall som er svært reaktivt, noe som gjør det perfekt for ionebytter. Oppbyggingen av natrium- og litiumkatoder er også identisk. Forskerne i Dincă-gruppen har derfor jobbet med å optimalisere katodeoppsettet.

Et annet skritt i utviklingen er å erstatte kobolt i katoden. Her eksperimenterer de med stoffet Bis-Tetraamino-Benzoquinon, eller TAQ, som viser seg å være billigere og mer miljøvennlig. Dette organiske, krystallinske materialet, som er beslektet med benzen, har allerede vist seg i en litium-ion-celle i 2024, hvor det klarte imponerende 2000 lade-sykluser.

TAQ har flere fordeler, som høy motstand mot temperatur, luft og fuktighet, samt en lang levetid. Dincà-gruppen har også brukt karbon-nanorør som bindemiddel mellom natrium og TAQ-kristallene. Denne kombinasjonen har resultert i optimal ladning og utlading, noe som gir en nesten 100 prosent utnyttelse av det aktive materialet.

Teoretisk sett betyr dette at maksimal kapasitet kan oppnås, og ifølge forskerne har det planlagte batteriet den høyeste energitettheten i forhold til vekten, noe som gjør det konkurransedyktig med de beste materialene på markedet.