Mobiltelefon hátlapja leszerelve
Fotó: Unsplash

Lítium helyett konyhasó? Mit tud az akkumulátorok új generációja?

Bő nyersanyagforrás, kedvező ár, hidegtűrés – ez a nátriumos akku fő előnye, és nem csak e-autókban. A napelemek termelte energiát is olcsón tárolja.

Lítium, te drága!

Miközben a lítium-ionos akkumulátorok gyártása világszerte közel megduplázódott 2020 és ’21 közt, azalatt a kitermelt lítium mennyisége alig változott: már 2018 óta szinte állandó. Akkoriban ugyanis túlkínálat lett a piacon, egy kilogramm lítium-karbonát ára lezuhant 5-6 dollárra, így visszafogták az előállítását.

Idén már olyan túlkereslet támadt, hogy előbb 20, majd 80 dollár/kg fölé szaladt az ára. Végül a kínai ipari minisztérium fejlesztési támogatásával nagyjából 70 dollár körül megállapodott. (Fura véletlen, hogy depresszió kezelésére is használják ezt az egyszerű vegyületet, képlete Li₂CO₃.) Bár a drágulás jó előre látható volt, mégis elég kevesen reagáltak rá, szerencsére köztük nagy akkugyártók is.

​Karrier előtt a konyhasó

Még 2012-ben sikerült bizonyítani a nátrium-ion akkumulátor működőképességét, itt a három kutató közül kettő volt kínai. És ki reagált időben a lítium várható drágulására? Elsők közt a legnagyobb kínai akkugyártó, a CATL, amely a Tesla és sok híres európai márka beszállítója – ilyen többek közt az Audi, BMW, Daimler, Porsche, Volkswagen, Volvo.

Négy éve szerzett szabadalmat a nátrium-ionos akkuk egyik típusára a CATL, és tavaly már kidolgozta a sorozatgyártását. Jövőre pedig a szintén kínai BYD cég – amely a világ harmadik legnagyobb akkutermelője és igen jelentős villanyautó-gyártója – olyan kiskocsikat dobhat piacra, amikben nátriumalapú lesz az energiatároló. Közben a kínai kormány már a második törvényt adta ki a „sós” aksik szabványosításáról, ami elősegíti a tömeggyártás felfutását és megkönnyíti a járművekbe való beépítést.

Bőséges források

Mivel a termelési eljárást nem kell lényegesen megváltoztatni, a nátrium-ion akkumulátorok előállítása gyorsan felívelhet. Máris előkészítenek új gyárakat és a régi üzemek részleges átállítását. Az alapanyagcsere tempója és az adott megoldás elterjedése már többször rácáfolt az iparági előrejelzésekre.

Például a lítium-vasfoszfát (LFP) alapú energiatárolókról azt állították 2018-ban, hogy néhány éven belül eltűnhet a piacról. Ám sikerült javítani az energiasűrűséget (Wh/kg), így Kínában 5%-ról mostanra 60%-ra nőtt a piaci részarányuk. Emellett már minden második Tesla LFP-akkuval készül. (Egyik fő előnye, hogy nem kell hozzá nikkel és kobalt.)

A lítium kitermelése évente legföljebb 15–20%-kal bővül, és az új bányák létrehozása nagyon időigényes (5-10 év). Nátriumban viszont nincs és nem is lesz hiány – a tengerektől a sóbányákig hatalmas a potenciál –, a termelési kapacitás pedig könnyen bővíthető. Hasonló a helyzet az akku olyan nélkülözhetetlen részeivel, mint az elektrolit meg az anód és katód (pozitív, illetve negatív elektróda).

​Békésen egymás mellett

Reálisan várható, hogy a nátrium-ion akkuk (NIB) aránya 2024 végén már eléri az összesített gyártás több mint 10%-át. A teljes piacon pedig az ilyen akkuk együttes termelési kapacitása túllépheti az évi 100 gigawattórát, 2025 végén pedig elérheti a 400 Gwh-t. Feltéve persze, hogy az e-autók gyártása az eddigihez hasonló ütemben növekszik. Persze a megújuló energia átmeneti tárolásához is igen fontos ez az olcsóbb alternatíva.

Ám a NIB-ek terjedése nem teszi fölöslegessé a lítiumakkut, noha a 2. generációs nátriumtelepek már elérik a 200 wattóra/kg energiasűrűséget, és megcélozható ennek másfélszerese is. A Li-ion megoldás kisebb tömege és nagyobb feszültsége továbbra is előny marad. De ott, ahol ez nem használható ki teljesen – például a „normál” (egy töltéssel 300-400 km) hatótávú, nem csúcskategóriás e-autóknál –, a nátrium költségelőnye egyértelműen a NIB javára billenti a mérleget. Ez ugyanis kilowattóránként csak 30-40 euró, ami még az ólomakkuhoz képest is kevesebb, míg a Li-ion cellák esetén átlag 130 euró/kWh.

​A nátriumos akku előnyei

Sok pozitívuma akad a nátrium-ion akkunak (NIB) az olcsóság és nyersanyagbőség mellett. Gyorsan tölthető: 10–15 perc alatt 80%-ra. Nagyon jól bírja a hideget, mínusz 20 °C-on is megtartja kapacitása 90%-át. Míg ez a lítiumos áramforrásnál a felére esik ekkora hidegben.

Emellett a NIB nem gyúlékony, tehát jobban zsúfolható, míg a „konkurensnél” csak a térfogat 40%-át töltik ki a cellák, nehogy túlhevítsék egymást. Továbbá 200 °C fölött oxigén szabadul föl a lítiumakkkuk elterjedt típusaiban, így elindulhat a belső égés. Az így pórul járt autót nagyon nehéz teljes biztonsággal eloltani, mert ismét lángra kaphat.


The Conversation

Ne hagyd ki!