סוללות נתרן־יון כפתרון חדשני
סוללות ליתיום־יון נהפכו בעשורים האחרונים לסטנדרט במכשירים ניידים, ברכבים חשמליים וברשתות חכמות. אך שאלות של קיימות, זמינות חומרי גלם ועלויות ייצור גבוהות מציבות מגבלות ברורות. לתוך המרחב הזה נכנסות סוללות נתרן־יון (Na-ion), ובעיקר אלו של חברת נטרון אנרג'י (Natron Energy) מקליפורניה, שמבססת את הטכנולוגיה שלה על פרוסית כחולה (PBA) ומספקת כיוון אחר, בטוח וזול יותר לשוק אגירת האנרגיה.
PBA היא משפחה גדולה של חומרים מבניים המבוססים על מתכות מעבר. אפשר לחשוב עליהן כעל "שלד" גבישי פתוח עם תעלות גדולות מאוד, שמתאים במיוחד לשילוב יוני נתרן.
סוללות נתרן־יון נחקרו כבר בשנות ה־70 לצד סוללות ליתיום־יון, אך מעולם לא נעשו מסחריות. הסיבה העיקרית הייתה צפיפות אנרגיה נמוכה יותר. חלקי היון של הנתרן גדולים יותר מיוני הליתיום (1.02 לעומת 0.76 אנגסטרום), ולכן מתקשים להשתלב בחומרים המשמשים לאלקטרודות קלסיות של ליתיום, בייחוד גרפיט.
בעשור האחרון ניכר שינוי ממשי. מחקרים חדשים מצאו חומרים מארחים טובים יותר ליוני נתרן, ובעיקר שלוש משפחות קתודות: אוקסידי מתכות בשכבות, בעלי קיבולת גבוהה אך רגישים יותר לבריחה תרמית; חומרי פוליאניון המעניקים יציבות גבוהה אך לעיתים יקרים או רעילים יותר (לדוגמה: ונדיום); החומר השלישי שמתאים לנתרן יון הוא PBA, כמשפחת חומרים יציבה, זולה ועם מבנה פתוח.
יתרונות שיטת PBA
נטרון מדגישה מספר יתרונות מובהקים לעומת סוללות ליתיום־יון. הראשון הוא מהירות טעינה יוצאת דופן. טעינה מלאה מאפס ל־99% של סוללת נתרן תימשך כרבע שעה בלבד. לסוללות כאלו חיי מחזור יוצאים מן הכלל, בסדר גודל של 10,000 מחזורי טעינה עם יותר מ־90% ניצול אנרגיה. לשם השוואה, לסוללות ליתיום־יון יש כמה אלפי מחזורי טעינה לכל היותר. לסוללות נתרן יחס גבוה של הספק לאנרגיה וצפיפות הספק גבוהה בהרבה מזו של סוללות ELDC.
סוללות נתרן־יון בולטות ברמת בטיחות גבוהה הודות למבנה כימי יציב שאינו דליק. כאמור, בסוללות כאלו כמעט אין סיכון לבריחה תרמית. מבחינת ייצור ומבנה טכני, סוללות נתרן זולות יותר ואינן מכילות ניקל, קובלט או מתכות אחרות שעלולות לייקר את החומר. לכן הן מתאימות לייצור בקנה מידה גדול במחיר תחרותי ומשתלם. גם סוללות נתרן־יון עובדות בטווח טמפרטורות רחב, מ־20 מעלות מתחת לאפס ועד 45 מעלות חום.
סוללות נתרן מתאימות לשוק האגירה הנייחת (עמידה). בכלל זה הפעלה של מערכות גיבוי UPS, מרכזי נתונים, תחנות טעינה מהירה לרכבים חשמליים ואף שילוב ברשת החשמל הסטנדרטית להורדת עומסים ולחצים.
חברת נטרון מציגה כאן אלטרנטיבה אמיתית לליתיום-יון: בטוחה יותר, זולה יותר, בעלת חיי מחזור ארוכים, מהירות טעינה גבוהה ותפקוד מעולה בתנאי קיצון. בד־בבד היא פותרת את אתגרי השרשרת הגלובלית של חומרי הגלם בליתיום־יון.
