التقارير تقارير التكنو طاقة تكنو طاقة رئيسية

بطاريات أيون الصوديوم.. تكلفة اقتصادية ومشكلات أقل لسلسلة التوريد (تقرير)

نوار صبح

2024-01-18

0 1٬057

عند مقارنتها بأنواع أخرى من البطاريات، يتضح أن بطاريات أيون الصوديوم غير مكلفة نسبيًا، وخالية من مشكلات سلسلة التوريد الشائكة، الأمر الذي أسهم في أن تقتحم الأسواق بقوة.

وبحسب تقارير اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، فإن انتشار هذه البطاريات في الأسواق يأتي في وقت يبحث فيه العالم عن بديل جديد ومنخفض التكلفة لبطارية أيون الليثيوم، المألوفة في جميع الاتجاهات المختلفة.

ومن أبرز الأمور التي تميز بطاريات أيون الصوديوم، أن المعدن الخاص بها، وهو الصوديوم -وهو العنصر الموجود بكثرة في الأرض، ويشكّل نحو 40% من ملح الطعام- يحظى باهتمام كبير في صناعات كثيرة، ومن الجميع.

استعمالات الصوديوم المتعددة

يتوافر الصوديوم بكثرة، وتسمّيه جمعية الكيمياء الملكية البريطانية "العنصر السادس الأكثر شيوعًا على الأرض"، إذ يشكّل نحو 2.6% من قشرة الأرض.

في المقابل، يواجه الصوديوم حجر عثرة فيما يتعلق ببطاريات السيارات الكهربائية، إذ يكون الوزن الأقل والحجم الأصغر أعلى من سعره، حسبما نشره موقع كلين تكنيكا (CleanTechnica) المعني بأخبار التكنولوجيا النظيفة والطاقة المستدامة والمركبات الكهربائية.

يقول محلل التكنولوجيا لدى شركة الأبحاث آي دي تك إكس IDTechEx، شازان صدّيقي: إن "الصوديوم عنصر أثقل من الليثيوم، إذ يبلغ وزنه الذري 3.3 مرة أكبر من الليثيوم (الصوديوم 23 غرام/مول مقابل الليثيوم 6.9 غرام/ مول).

وأضاف: "من المهم ملاحظة أن الليثيوم أو الصوديوم الموجود في البطارية لا يمثّل سوى كمية صغيرة من كتلة الخلية، وأن كثافة الطاقة تُحَدَّد في الغالب من خلال مواد الأقطاب الكهربائية والمكونات الأخرى في الخلية".

بطارية أيون الصوديوم المتطورة من شركة نورث فولت السويدية – الصورة من الموقع الإلكتروني للشركة

وأوضح أنه "على الرغم من أن بطاريات أيون الصوديوم الحالية لديها كثافة طاقة منخفضة نسبيًا، هناك إمكان لزيادة هذه الكثافة في السنوات المقبلة".

في الخريف الماضي، ربطت شركة صناعة البطاريات السويدية نورث فولت Northvolt بطاريات أيون الصوديوم مع شركة بي واي دي BYD الصينية لصناعة السيارات الكهربائية.

من ناحيتها، تتوقع شركة أكيولون Acculon الأميركية الناشئة أن يبدأ إنتاج بطاريات صوديوم جديدة على نطاق تجريبي هذا الربيع، ويصل إلى نطاق 2 غيغاواط/ساعة بحلول منتصف هذا العام.

وأفادت شركة أكيولون، في بيان صحفي يوم 4 يناير/كانون الثاني الجاري، بأنه "من المهم أن تكون بطاريات أيون الصوديوم خالية من المعادن المتعارضة أو المواد المدخلة المتميزة مثل كربونات الليثيوم أو الكوبالت، ما يزيد من استدامتها بين كيمياء البطاريات المتقدمة".

وتمتلك شركة أكيولون حاليًا مجالًا واسعًا من الخبرة في مجال تخزين الطاقة، وهي تبحث في مجموعة واسعة من التطبيقات للبطارية الجديدة.

وتستعد شركة أكيولون للإسهام بعصر جديد من الكهرباء في مناولة المواد، والروبوتات، والمركبات الموجهة ذاتية القيادة، ومركبات المواني، وعربات الغولف، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

الأفضل للسيارات الكهربائية

على الرغم من أن بطاريات الصوديوم تتمتع -عمومًا- بنطاق قيادة أقصر من نظيراتها من الليثيوم أيون، فإنها ما تزال قادرة على تقديم حلول كهربة منخفضة التكلفة للاستعمالات التي لا تستحق فيها البطارية المتميزة التكلفة الإضافية.

وما يزال البحث مستمرًا عن بطارية الصوديوم التي يمكنها توفير نطاق كافٍ لجذب السائقين الذين يتطلعون إلى شراء سيارة كهربائية صالحة للسير على الطرق السريعة، حسبما نشره موقع كلين تكنيكا (CleanTechnica).

وفي الأسبوع الماضي، قدّم مختبر أرغون الوطني، التابع لوزارة الطاقة الأميركية، تحديثًا لأبحاثه بشأن بطاريات أيون الصوديوم، ويبدو أن الأمور جيدة.

في أوائل العقد الأول من القرن الـ21، طوّر أرغون كاثودًا (قطبًا سالبًا) استعملته شركة جنرال موتورز لإطلاق سيارتها تشيفي فولت Chevy Volt الهجينة وتشيفي بولت الكهربائية Chevy Bolt على الطريق باستعمال بطاريات ليثيوم أيون على متنها.

بطاريات السيارات الكهربائية

ويتطلع المختبر إلى التفوق على نفسه باستعمال تقنية بطاريات أيون الصوديوم، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

وذكر المختبر، في بيان صحفي صدر يوم 8 يناير/كانون الثاني الجاري، أن "الباحثين في مختبر أرغون الوطني قد اخترعوا وحصلوا على براءة اختراع مادة كاثود جديدة تحلّ محلّ أيون الليثيوم بالصوديوم وستكون أرخص بكثير".

وقال الخبير الكيميائي في المختبر، كريستوفر جونسون: "تشير تقديراتنا إلى أن تكلفة بطارية أيون الصوديوم ستكون أقل بمقدار الثلث من تكلفة بطارية أيون الليثيوم".

وكان الكاثود الذي شقّ طريقه في النهاية إلى بطاريات الليثيوم أيون الخاصة بطرازي "فولت" و"بولت" منظمًا في طبقات، كما استعمل فريق الباحثين بنية مشابهة لبطارية أيون الصوديوم الجديدة، إذ قام بنشر طبقات من أكسيد النيكل والمنغنيز والحديد.

ويرى باحثو المختبر أن بطاريات أيون الصوديوم تحتفظ بأداء الشحن في درجات حرارة دون التجمد.

هناك عامل آخر يساعد على دفع بطاريات أيون الصوديوم إلى السوق بوتيرة سريعة نسبيًا، وهو توافقها مع أنظمة تصنيع بطاريات أيون الليثيوم وإدارة البطاريات الحالية.

ويرى المحللون أن هذا يتناقض مع بطاريات التدفق وتقنيات تخزين الطاقة الأخرى التي تتطلب أنظمتها الفريدة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..