Kan fremtiden blive drevet af salt? Denne forsker mener, at det er muligt

Hvis batteriinnovation var et cocktailparti, ville lithiumion være den, der suger op alt ilt i rummet, fortæller for mange vittigheder og næsten ikke at lade nogen få et ord i kantvis. Naturligvis spiller Tesla ikke en lille rolle i dette, der anvender lithiumionbatterier i sine biler og på projekter som Hornsdale Power Reserve, et forsøg på at konstruere det største lithiumionbatteri i verden i det vestlige Australien.

Men batteriens sortens dominans strækker sig meget længere tilbage til begyndelsen af ​​1990'erne, da Sony først komcialiserer dem og begyndte at sætte dem i bærbare enheder. Siden da har virksomheder hældt tid, penge og forskning i at gøre lithium-ion-batterier bedre, og de driver nu alt fra smartphone til biler.

Men disse lithium-ion-batterier er heller ikke perfekte, forklarer Shirley Meng, en nanoteknisk professor ved University of California San Diego. De er dyre, for en, og de kræver brug af kobolt, som nogle gange kan være et konfliktmineral. Sammen med sine kolleger begyndte Meng for nylig at undersøge spørgsmålet om, hvorvidt vores infatuation med lithiumion kunne overskygge andre mere lovende områder inden for batteriforskning, for eksempel batterier fremstillet af natrium.

"Tidligt på 1960'erne arbejdede mange forskere på natriumionbatterier," fortæller Meng Inverse. "Årsagen til, at det ikke tog af, er, at lithiumion har en spænding, der er meget høj, og det er meget godt for transistorer, så smarte telefoner. Så natriums spænding er … iboende lavere end lithium. Så der er en 10 års periode med ingen undersøgelser af natriumbatterier."

Hvorfor lave batterier ud af salt?

Hovedårsagen til, at udsigten til natriumionbatterier er så spændende? Salt er hyppigt, hvilket betyder at natriumionbatterier i teorien vil være ganske billige. En enkelt kvadratkilometer af havet indeholder ca. 120 millioner tons natriumchlorid. Meng siger, at dette betyder, at den teoretiske minimumspris pr. Kilowatt-time faktisk er lavere end lithiums.

"Omkostningerne for natrium har været anslået til at være hvor som helst fra 60 dollar pr. Kilowatt time til 80," siger Meng. "Så halvt så meget som lithium."

Takket være et nyt forskningsbidrag fra National Science Foundation vil Meng kunne undersøge om disse fremskrivninger er virkelig gennemførlige, og hvad det vil tage for at gøre natriumionbatterier til en levedygtig strømkilde. Kort sagt, to ting skal virkelig ske. Den første er, at vi bare skal forstå natrium ionbatteriets kemi bedre. Det andet er, at enheder som helhed behøver at blive mere effektive.

"Vi har snakket om lav strømelektronik i lang tid," forklarer hun. "Der er ingen grund til, at transistorerne i disse dage skal være så højspænding."

Lav strømelektronik kombineret med en bedre forståelse af, hvordan natriumionbatterier rent faktisk fungerer, kan være nok til at hjælpe natriumion med at overvinde de økonomiske headwinds, de nu står over for, og hjælpe dem med at få fodfæste i den private sektor. Flere virksomheder har allerede forsøgt, især Bill Gates-backed Aquion, som hævede 190 millioner dollars i venturekapital og gæld for kun at gå konkurs i 2017, ifølge en GreenTechMedia rapport fra tiden.