Kan fremtiden bli drevet av salt? Denne forskeren mener det er mulig

Hvis batteriinnovasjon var et cocktailparti, ville litiumion være den som suger opp alt oksygen i rommet, forteller for mange vitser, og knapt la noen få et ord i kantvisten. Naturligvis spiller Tesla ingen liten rolle i dette, som bruker litiumionbatterier i sine biler og på prosjekter som Hornsdale Power Reserve, et forsøk på å konstruere det største litiumionbatteriet i verden i Vest-Australia.

Men batteridivers dominans strekker seg mye lenger, til begynnelsen av 1990-tallet da Sony først kommersialiserte dem og begynte å sette dem i bærbare enheter. Siden da har bedrifter spart tid, penger og forskning på å gjøre litiumionbatterier bedre, og de driver nå alt fra smarttelefon til bil.

Men disse litiumionbatterier er heller ikke perfekte, forklarer Shirley Meng, en nanoteknikk professor ved University of California San Diego. De er dyre, for en, og de krever bruk av kobolt, som noen ganger kan være et konfliktmineral. Sammen med sine kolleger begynte Meng nylig å undersøke spørsmålet om hvorvidt vår forvirring med litiumion kan overskygge andre mer lovende områder med batteriforskning, for eksempel batterier laget av natrium.

"Tidlig på 1960-tallet jobbet mange forskere med natriumionbatterier, forteller Meng Omvendt. "Årsaken til at det ikke tok av, er at litiumion har en spenning som er veldig høy og det er veldig bra for transistorer, så smarte telefoner. Så er natriums spenning … iboende lavere enn for litium. Så det er en 10 års periode med ingen undersøkelser av natriumbatterier."

Hvorfor få batterier ut av salt?

Den viktigste grunnen til at utsiktene til natriumionbatterier er så spennende? Salt er hyppig, noe som betyr at natriumionbatterier i teorien vil være ganske billige. En kvadratkilometer av havet inneholder omtrent 120 millioner tonn natriumklorid. Meng sier at dette betyr at den teoretiske minimumsprisen per kilowatt-time faktisk er lavere enn litiums.

"Kostnadspunktet for natrium har blitt anslått til å være alt fra 60 dollar per kilowatt time til 80," sier Meng. "Så omtrent halvparten så mye som litium."

Takket være et nytt forskningsbidrag fra National Science Foundation, vil Meng kunne undersøke om disse fremskrivningene er virkelig gjennomførbare, og hva det vil ta for å gjøre natriumionbatterier til en levedyktig strømkilde. Kort sagt, to ting må virkelig skje. Den første er at vi bare trenger å forstå kjernen av natriumionbatterier bedre. Den andre er at enhetene som helhet trenger å bli mer effektive.

"Vi har snakket om lav strømelektronikk i lang tid," forklarer hun. "Det er ingen grunn til at transistorer i disse dager skal være så høy spenning."

Lav strømelektronikk, kombinert med en bedre forståelse av hvordan natriumjonbatterier egentlig virker, kan være nok til å hjelpe natriumion å overvinne de økonomiske headwinds de står overfor, og hjelpe dem med å få fotfeste i den private sektoren. Flere selskaper har allerede prøvd, særlig Bill Gates-backed Aquion som økte 190 millioner dollar i risikovillig kapital og gjeld for å gå konkurs i 2017, ifølge en GreenTechMedia rapporter fra tiden.