Το Πανεπιστήμιο Changsha, που βρίσκεται 1.500 χιλιόμετρα νότια του Πεκίνου – όπως το Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, γνωστό ως ο πρωτοπόρος των μικροτσίπ – παράγει πτυχιούχους που σχεδιάζουν νέες τεχνολογίες. Κατά μήκος του ποταμού Xiang, γιγάντια εργοστάσια αναμειγνύουν ορυκτά σε ενώσεις που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή επαναφορτιζόμενων μπαταριών.

Οι μπαταρίες, κυρίως λιθίου, έχουν επιταχύνει την εξάπλωση των κινητών τηλεφώνων και άλλων ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης. Έχουν μεταμορφώσει την αυτοκινητοβιομηχανία και σύντομα θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν τη χρήση ηλιακών συλλεκτών και ανεμογεννητριών, που είναι απαραίτητες για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής. Η Κίνα κυριαρχεί τόσο στη διύλιση όσο και στη χημική παραγωγή και τώρα προετοιμάζεται για μια άλλη πρωτοποριακή καινοτομία, για να αντικαταστήσει το λίθιο με το πολύ φθηνότερο και πιο κοινό νάτριο.

Το συστατικό του αλατιού, το νάτριο, το οποίο χημικά μοιάζει πολύ με το λίθιο, μπορεί να βρεθεί παντού – αλλά κοστίζει μόνο ένα κλάσμα, 1-3% της τιμής του λιθίου. Με τις πρόσφατες εξελίξεις, οι μπαταρίες νατρίου μπορούν πλέον να φορτίζονται καθημερινά για χρόνια, χάνοντας ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της μπαταρίας λιθίου. Ταυτόχρονα, η ενεργειακή χωρητικότητα των μπαταριών νατρίου έχει επίσης αυξηθεί.

Από την άλλη πλευρά, το αναντικατάστατο πλεονέκτημά τους είναι ότι το φορτίο τους διατηρείται σχεδόν πλήρως ακόμα και σε θερμοκρασίες πολύ κάτω από το μηδέν, κάτι που δεν είναι πραγματικά τυπικό για τις μπαταρίες λιθίου – Μου θύμισε Οι Νιου Γιορκ Ταιμς.

Ο επενδυτής του Debrecen, η κινεζική CATL, ο μεγαλύτερος κατασκευαστής μπαταριών για ηλεκτρικά αυτοκίνητα στον κόσμο, έχει ήδη αναπτύξει την τεχνολογία που συνδυάζει το χαμηλό κόστος και την αντοχή στις καιρικές συνθήκες των κυψελών νατρίου με το ευρύ φάσμα κυψελών λιθίου σε μία μόνο μπαταρία. Η εταιρεία είναι έτοιμη να παράγει μαζικά μικτές μπαταρίες.

Σύντομα θα εμφανιστούν ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρίες νατρίου

«Είμαι σίγουρος ότι το νάτριο θα αρχίσει να αντικαθιστά το λίθιο σε ορισμένες συσκευές», λέει ο διευθύνων σύμβουλος της BHP, της μεγαλύτερης εταιρείας εξόρυξης στον κόσμο. Σύμφωνα με τον Mike Henry, αυτό θα μειώσει τη ζήτηση για λίθιο.

Η έρευνα για τη χρήση του νατρίου στις μπαταρίες ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970 στις Ηνωμένες Πολιτείες, τότε οι Ιάπωνες ερευνητές έκαναν αποφασιστική πρόοδο. Έκτοτε, οι κινεζικές εταιρείες έχουν πρωτοστατήσει στην εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας.

Δεκαέξι από τα είκοσι εργοστάσια μπαταριών νατρίου που βρίσκονται ήδη υπό κατασκευή βρίσκονται στην Κίνα. Μέσα σε δύο χρόνια, η Κίνα θα έχει σχεδόν το 95% της παγκόσμιας χωρητικότητας μπαταριών νατρίου.

Στην επερχόμενη έκθεση αυτοκινήτου της Σαγκάης, οι αυτοκινητοβιομηχανίες αναμένεται να ανακοινώσουν σχέδια για εγκατάσταση μπαταριών νατρίου σε ορισμένα μικρά αυτοκίνητα για την κινεζική αγορά.

Το μέγεθος των μπαταριών νατρίου είναι μεγαλύτερο από αυτό των μπαταριών λιθίου παρόμοιας χωρητικότητας, επομένως η εγκατάστασή τους είναι επί του παρόντος πρόβλημα για τα επιβατικά αυτοκίνητα, αλλά ταυτόχρονα είναι πολύ πιο κατάλληλες για αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε εξωτερικούς χώρους, για παράδειγμα κοντά σε ηλιακούς συλλέκτες ή ανεμογεννήτριες . , έτσι παρέχουν ενέργεια ακόμη και όταν ο ήλιος δεν λάμπει ή ο άνεμος δεν φυσάει.

Στη Φινλανδία, έχουν αναπτύξει «μπαταρίες άμμου» ικανές να αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια για μήνες.

Για συννεφιασμένες και απάνεμες μέρες τπουλάνε ενέργεια

Στην κινεζική επαρχία Sandung, το ηλεκτρικό ρεύμα είναι 20 φορές πιο ακριβό νωρίς το βράδυ, όταν η κατανάλωση κορυφώνεται, από το μεσημέρι, όταν η ζήτηση ενέργειας είναι πολύ χαμηλότερη. Η κατανάλωση μπορεί να κατανεμηθεί καλύτερα με φθηνότερες μπαταρίες νατρίου. Σε αρκετές επαρχίες της Κίνας, απαιτείται ήδη οι νεόκτιστες μονάδες ηλιακής ή αιολικής ενέργειας να εγκαταστήσουν τόσες μπαταρίες όσες μπορούν να αποθηκεύσουν το 10 έως 20% της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγουν.

Η CATL έχει εγκαταστήσει μπαταρίες λιθίου μεγέθους minibus σε σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών αυτοκινήτων, όπως στο Fuzhou. Οι μπαταρίες φορτίζονται αυτόματα όταν η ηλεκτρική ενέργεια είναι φθηνή ή όταν η ηλιακή ενέργεια φορτίζει τα ηλιακά πάνελ στην οροφή. Ήδη μελετούν πώς να αντικαταστήσουν την μπαταρία λιθίου με μια μπαταρία νατρίου.

Αλλά η Κίνα αντιμετωπίζει μια άλλη πρόκληση: την προσφορά νατρίου.

Αν και το αλάτι είναι άφθονο, περισσότερο από το 90% των εύκολα εκμεταλλεύσιμων αποθεμάτων βιομηχανικής ανθρακικής σόδας βρίσκεται στις Ηνωμένες Πολιτείες. Κάτω από την έρημο του Ουαϊόμινγκ υπάρχει ένα τεράστιο κοίτασμα που σχηματίστηκε πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια. Η πρώτη ύλη χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό από την αμερικανική βιομηχανία γυαλιού.

Επειδή οι φυσικές προμήθειες είναι ελάχιστες και η Κίνα αποφεύγει την εξάρτηση από τις ΗΠΑ, προτιμά να παράγει συνθετικό νάτριο σε χημικά εργοστάσια με καύση άνθρακα. Το μειονέκτημα της παραγωγής είναι ότι συνεπάγεται επικίνδυνη ρύπανση των υδάτων.

Η αντικατάσταση του λιθίου από νάτριο επηρεάζεται επίσης από την τιμή του λιθίου, η οποία τετραπλασιάστηκε μεταξύ του 2017 και τον περασμένο Νοέμβριο, αλλά έκτοτε έχει μειωθεί κατά τα δύο τρίτα.

Η ανθεκτικότητα των μπαταριών νατρίου στην πραγματική ζωή δεν έχει ακόμη καθοριστεί, γιατί μέχρι στιγμής έχουν αποδειχθεί μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες.

Το σίγουρο πάντως είναι ότι η ζήτηση για μπαταρίες αυξάνεται ραγδαία και ότι το λίθιο δεν θα παραμείνει η κυρίαρχη πρώτη ύλη επ’ αόριστον.

(Φωτογραφία εξωφύλλου: Εργαζόμενοι σε εργοστάσιο μπαταριών λιθίου στις 12 Απριλίου 2023. Φωτογραφία: CFOTO/Future Publishing/Getty Images)