Natriumbatterier utmanar litiumets vita guld

Natrium utgör cirka 2,8 procent av jordens skorpa. Jämfört med detta är litium, det element som batteribranschen kallar ”vitt guld”, extremt sällsynt och utgör endast 0,002 procent. Den ekonomiska boom som har byggts på denna sällsynthet – med dess skenbart obevekliga prisökningar, sköra försörjningskedjor och geopolitiska beroenden – står nu inför ett seriöst alternativ hämtat från ett av planetens vanligaste element.

Enligt Internationella energiorganisationen dominerar Kina redan över 95 procent av den installerade eller planerade kapaciteten för natriumbatterier fram till 2030. Forskare vid CIC energiGUNE och CIEMAT i Spanien lyfter fram flera tekniska fördelar med natrium jämfört med litium: snabb laddning och urladdning, möjlighet till full urladdning vilket underlättar transport och hantering, ett högre antal cykler, större inneboende säkerhet och ett bredare driftstemperaturområde. Dessutom kräver natrium inga kritiska sällsynta ämnen, och de förväntade kostnaderna per energienhet är lägre när fabrikerna väl når fullskalighet.

Trots dessa fördelar behåller litium en avgörande teknisk fördel. Det är lätt och kompakt, vilket tillåter högspänningsceller med hög energitäthet, påpekar José Luis Tirado, professor i oorganisk kemi vid universitetet i Córdoba. Natriumbatterier är tyngre för samma lagrade energi. Detta utesluter dem från segmentet med höga krav, såsom elbilar, flygplan, drönare och smartphones. Den nisch där vikten inte spelar någon roll är stationär energilagring: hemmabaserade förnybara system, industriella anläggningar och, framför allt, datacenter. Här presterar natrium bättre vid låga temperaturer, klarar fler cykler och är billigare i drift, förklarar Jon Ajuria, forskare vid CIC energiGUNE.

Experterna är över att de två teknologierna kommer att samexisteras snarare än att ersätta varandra. Marcos Lafoz från CIEMAT noterar att många dagens litiumtillämpningar lever med en prestandakrav som är 'troligen överdriven för uppgiften', och att ett tillräckligt moget och prisvärt alternativ 'undvikligen kommer att användas som ersättning när det blir tillgängligt'. Ajuria varnar dock för att natriums konkurrenskraft och dess kostnad på marknadsskala ännu inte har bevisats i praktiken.

För de stater som är oroade över beroendekedjor är natriums överflöd i princip lösningen: eftersom elementet är allestädes närvarande kan fler länder producera det och därmed minska sårbarheten i sina försörjningskedjor. Men här måste en viktig distinktion göras: geologi är inte tillverkning. Trots att elementet finns nästan överallt, är fabrikerna som omvandlar det till batterier koncentrerade till ett enda land.