A frota de bateria de íons de sódio deve crescer para atingir 10 GWh até 2025

Imagem: IDTechex

Baterias de íons de sódio: uma alternativa ecológica e acessível de lítio para carros elétricos

A energia é um setor em constante evolução, impulsionado por uma demanda crescente por soluções sustentáveis ​​e eficazes. Entre as diferentes tecnologias de armazenamento de energia em desenvolvimento, as baterias de íons de sódio são particularmente promissoras. Eles poderiam constituir uma alternativa viável às baterias de íons de lítio.

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Uma bateria de íons de sódio, assim como uma bateria de íon de lítio, é uma bateria recarregável. Funciona usando íons de sódio para armazenar energia elétrica. O sódio, como o lítio, é um dos metais alcalinos, com propriedades semelhantes. Assim, em uma bateria de sódio, os íons circulam entre o cátodo e o ânodo durante a carga e a descarga, gerando eletricidade da mesma maneira que uma bateria de lítio.

As vantagens das baterias de íons de sódio

Uma das principais vantagens das baterias de íons de sódio é a abundância de sódio. Este é o sexto material mais abundante no planeta, o que o torna menos raro e mais barato que o lítio. Além disso, o sódio é amplamente distribuído em todo o mundo, o que o torna mais acessível e reduz o risco de conflitos geopolíticos ligados à sua extração.

A extração e o tratamento do sódio são mais baratos e mais respeitosos com o ambiente do que os do lítio. Isso ajuda a reduzir a pegada ecológica das baterias.

Uma densidade de energia menor que o lítio

A densidade de energia é uma medida -chave para as baterias, o que representa a quantidade de energia que uma bateria pode armazenar para uma determinada massa (WH/kg). Em julho de 2021, o fabricante de baterias chinesas CATL, que detém 30 % do mercado mundial de baterias, apresentou uma nova bateria de íons de sódio que não apenas tem melhor capacidade de recarga, mas também aprimorou a estabilidade térmica. No entanto, a densidade de energia dessa bateria permanece limitada a 160 wh/kg, que é inferior a 285 wh/kg típica de uma bateria de íon de lítio. No entanto, a CATL fez a promessa ambiciosa de que a densidade energética de suas baterias de sódio logo chegaria a 200 wh/kg.

Baterias de íons de sódio para mobilidade urbana e armazenamento de energia renovável

Devido à sua densidade de energia, as baterias de sódio podem ser ideais para viagens urbanas de curta distância, até aproximadamente 200 quilômetros. Os fabricantes de automóveis estão tentando desenvolver baterias de sódio que oferecem autonomia comparáveis ​​às das baterias LFT (lítio-fosfato).

Além disso, as baterias de íons de sódio têm um potencial considerável para o armazenamento de energias renováveis. Eles poderiam desempenhar um papel fundamental no armazenamento de energia produzida por fontes renováveis, como solar ou vento, permitindo um uso mais eficaz dessas energias e facilitando a transição para uma economia de baixo carbono.

Perspectivas

Apesar dos desafios atuais, os avanços científicos e tecnológicos podem ajudar a superar esses obstáculos. Os pesquisadores trabalham para melhorar a vida útil e a segurança das baterias de íons de sódio, bem como para aumentar sua densidade de energia. Dada a sua abundância, o baixo impacto ambiental e o potencial de mobilidade urbana e o armazenamento de energias renováveis, as baterias de íons de sódio são uma área promissora para o futuro do armazenamento de energia.

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A frota de bateria de íons de sódio deve crescer para atingir 10 GWh até 2025

De acordo com a IDTechex, uma empresa de estudo de mercado instalada no Reino Unido, a demanda global na bateria de íons de sódio deve crescer para se estabelecer pouco abaixo de 70 gwh em 2033, contra 10 GWh em 2025, ou uma taxa de crescimento médio anual (CAGR) de 27 %.

As baterias de íons de sódio têm uma densidade de energia pelo menos 30 % menor que a das baterias de íons de lítio.

Imagem: IDTechex

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Embora ainda esteja gaguejando, a tecnologia de íons de sódio é uma alternativa viável às baterias de íons de lítio. Matérias-primas menos caras, maior segurança e melhores características em termos de desenvolvimento sustentável: promete de íons de sódio para aliviar a pressão nas cadeias de suprimentos de íons de lítio.

Embora os esforços de marketing para as baterias de íons de sódio estejam se intensificando em todo o mundo, a IdTechex planeja que, até 2025, cerca de 10 gwh de baterias de íons de sódio serão instalados, pois as capacidades de fabricação significativas são colocadas e que as linhas de fabricação de íons de lítio são convertidas para sódio -íon.

Com a CAGR de 27 %, a empresa de estudo de mercado instalada no Reino Unido prevê que o íon de sódio está ganhando força para liquidar logo abaixo de 70 gwh em 2033. “Pode haver um potencial de crescimento mais rápido que o esperado quando a tecnologia é confiável, qualificada, lucrativa e disponível”, acrescentou o último.

As previsões anteriores de Wood Mackenzie são mais tímidas. De acordo com a empresa de design escocês mantida pelos americanos, as baterias de íons de sódio devem ser chamadas a substituir parte do lítio-fosfato (LFP) em veículos de transporte elétrico e armazenamento de energia, para atingir 20 GWh até 2030 no cenário de referência.

Atualmente, a produção é essencialmente limitada a fábricas piloto, enquanto um punhado de fábricas menores estão indo. No entanto, de acordo com os cálculos da IDTechex, “as capacidades anunciadas publicamente por vários produtores de matérias -primas sozinhas excedem 100 GWh nos próximos três anos”.

Em seu último relatório, a Idtechex afirma ter listado quase 15 empresas que desenvolvem sua própria tecnologia de bateria de onons Na-. Ela também analisou patentes e observou que a China, mais uma vez, está no liderança.

Assim, o caminhão do setor de bateria CATL implantou sua bateria de íons de sódio de primeira geração em 2021, que exibe uma densidade de energia de 160 wh/kg, e promete um aumento de 200 wh/kg. No início deste ano, ele confirmou que o chinês Chery será o primeiro fabricante de carros a usar sua tecnologia de bateria de íons de sódio.

Hina Battery, criada em 2017 pelo Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, foi a principal empresa do mundo a aumentar para uma linha de produção de bateria de íons de sódio da Ordem de Gigawatt Heure no ano passado. Ela também revelou projetos para estender suas capacidades a 5 GWh.

Na semana passada, a Findreams, a subsidiária da BYD, anunciou estabelecer uma parceria com o Huaihai Holding Group para lançar a produção de baterias de íons de sódio na zona de desenvolvimento econômico e tecnológico de Xuzhou, na província de Jiangsu. Em um comunicado de imprensa, as empresas disseram que a joint venture seria o maior fornecedor do mundo das baterias de íons de sódio para mini e micro veículos.

Até agora, as baterias de íons de sódio eram usadas principalmente para duas rodas elétricas e armazenamento de energia fixa, devido à sua menor densidade de energia em comparação com as baterias de íons de lítio. A bateria de íons de sódio também é três vezes mais pesada que sua contraparte de lítio e tem um menor potencial de redução de oxydo, resultando em uma densidade de energia pelo menos 30 % menor.

Embora as baterias de íons de sódio estejam entre 20 e 40 % mais baratos, a dificuldade está em transportar tecnologia em larga escala. Assim, é improvável que economias importantes possam ser feitas em comparação com as baterias de íon de lítio, pelo menos no início.

De acordo com o estudo realizado pela IDTechex, o custo médio de uma célula destinada a baterias de Íons Na (íon de sódio) é de € 77/kW, se levarmos em consideração diferentes composições químicas. Até o final da década, o custo de produção de células de bateria de Íons Na-Íons, principalmente usando ferro e manganês, poderia atingir seu nível mais baixo a 35 €/kW, ou cerca de 44 €/kW no nível da bateria do bloco, de acordo com a empresa cálculos.

Tradução fornecida por Christelle Taureau.

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Marija tem anos de experiência em um ambiente de agências de notícias e redação para publicações impressas e online. Ela assumiu o cargo de editora da PV Magazine Australia em 2018 e HelpDestah sua presença on-line durante um período de dois anos.
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