باتری های یون سدیم مسیرهای ذخیره انرژی جدیدی را باز می کنند

باتری های لیتیومی در همه جا در کار و زندگی ما وجود دارند.از دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ گرفته تا وسایل نقلیه با انرژی جدید، باتری‌های لیتیوم یونی در بسیاری از سناریوها یافت می‌شوند.آنها با اندازه کوچکتر، عملکرد پایدارتر و قابلیت بازیافت بهتر، به انسان کمک می کنند تا از انرژی پاک بهتر استفاده کند.
در سال‌های اخیر، چین در تحقیق و توسعه فناوری کلیدی، آماده‌سازی مواد، تولید باتری و استفاده از باتری‌های یون سدیم وارد خط مقدم جهان شده است.
مزیت ذخیره بزرگ
در حال حاضر، ذخیره انرژی الکتروشیمیایی که توسط باتری های لیتیوم یون نشان داده می شود، توسعه آن را تسریع می کند.باتری‌های لیتیوم یونی دارای انرژی ویژه، توان ویژه، راندمان تخلیه شارژ و ولتاژ خروجی هستند و عمر طولانی و تخلیه خود کم دارند که آنها را به یک فناوری ذخیره‌سازی انرژی ایده‌آل تبدیل می‌کند.با کاهش هزینه های ساخت، باتری های لیتیوم یونی در مقیاس وسیع در زمینه ذخیره سازی انرژی الکتروشیمیایی با شتاب رشد قوی نصب می شوند.
بر اساس داده‌های وزارت صنعت و فناوری اطلاعات، ظرفیت نصب‌شده جدید ذخیره‌سازی انرژی جدید در چین در سال 2022 نسبت به مدت مشابه سال قبل 200 درصد افزایش یافته است. بیش از 2000 مگاوات پروژه در سطح شبکه، با باتری لیتیومی به عملیات متصل به شبکه دست یافته‌اند. ذخیره انرژی 97 درصد از کل ظرفیت نصب شده جدید را تشکیل می دهد.
«فناوری ذخیره انرژی یک حلقه کلیدی در تمرین و اجرای انقلاب انرژی جدید است.در چارچوب استراتژی هدف کربن دوگانه، ذخیره انرژی جدید چین به سرعت توسعه یافته است.سان جین‌هوا، آکادمیسین آکادمی علوم اروپا و استاد دانشگاه علم و فناوری چین، به وضوح بیان کرد که وضعیت فعلی ذخیره‌سازی انرژی جدید تحت سلطه «یک لیتیوم» است.
در میان بسیاری از فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی، باتری‌های لیتیوم یونی جایگاه غالبی را در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و وسایل نقلیه جدید انرژی گرفته‌اند و یک زنجیره صنعتی نسبتاً کامل را تشکیل می‌دهند.با این حال، در عین حال، کاستی های باتری های لیتیوم یون نیز توجه ها را به خود جلب کرده است.
کمبود منابع یکی از آنهاست.کارشناسان می گویند که از منظر جهانی، توزیع منابع لیتیوم به شدت نابرابر است و حدود 70 درصد آن در آمریکای جنوبی توزیع شده است و منابع لیتیوم چین تنها 6 درصد از کل جهان را تشکیل می دهد.
چگونه فناوری باتری ذخیره انرژی را توسعه دهیم که به منابع کمیاب متکی نباشد و هزینه کمتری داشته باشد؟سرعت ارتقاء فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی جدید که توسط باتری‌های یون سدیم نمایش داده می‌شود، در حال افزایش است.
مانند باتری های لیتیوم یونی، باتری های یون سدیم باتری های ثانویه ای هستند که برای حرکت بین الکترودهای مثبت و منفی برای تکمیل عملیات شارژ و دشارژ به یون های سدیم متکی هستند.لی جیانلین، دبیرکل کمیته استانداردهای ذخیره انرژی انجمن الکتروتکنیک چین، گفت که در سطح جهان، ذخایر سدیم بسیار بیشتر از عناصر لیتیوم است و به طور گسترده توزیع می شود.هزینه باتری های یون سدیم 30 تا 40 درصد کمتر از باتری های لیتیومی است.در عین حال، باتری‌های یون سدیم ایمنی بهتر و عملکرد در دمای پایین و همچنین طول عمر چرخه طولانی‌تری دارند که آنها را به یک مسیر تکنولوژیکی مهم برای حل مشکل «یک لیتیوم غالب» تبدیل می‌کند.
چشم انداز صنعتی خوب
چین به تحقیق و کاربرد باتری های یون سدیم اهمیت زیادی می دهد.در سال 2022، چین باتری‌های یون سدیم را در چهاردهمین برنامه پنج ساله نوآوری علم و فناوری در حوزه انرژی گنجانده و از تحقیق و توسعه فناوری‌های پیشرفته و تجهیزات فناوری هسته‌ای برای باتری‌های یون سدیم حمایت می‌کند.در ژانویه 2023، وزارت صنعت و فناوری اطلاعات و شش بخش دیگر مشترکاً نظرات راهنمایی را در مورد ارتقای توسعه صنعت الکترونیک انرژی صادر کردند که در آن تقویت پیشرفت‌های فناوری در صنعتی‌سازی باتری‌های ذخیره انرژی جدید، تحقیقات و پیشرفت‌های کلیدی روشن شد. فناوری‌هایی مانند سیستم‌های باتری بسیار طولانی و ایمنی بالا، مقیاس بزرگ، ظرفیت بزرگ و ذخیره‌سازی کارآمد انرژی و تسریع تحقیق و توسعه انواع جدید باتری‌ها مانند باتری‌های یون سدیم.
یو کینجیائو، دبیر کل اتحادیه نوآوری فناوری باتری جدید Zhongguancun، گفت که سال 2023 به عنوان "اولین سال تولید انبوه" باتری های سدیم در صنعت شناخته می شود و بازار باتری های سدیمی چین در حال رونق است.در آینده، باتری‌های سدیم به مکملی قدرتمند برای فناوری باتری‌های لیتیومی در چندین بخش فرعی مانند خودروهای برقی دو یا سه چرخ، ذخیره‌سازی انرژی خانگی، ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری و وسایل نقلیه انرژی‌های جدید تبدیل خواهند شد.
در ژانویه سال جاری، برند خودروهای انرژی جدید چینی Jianghuai Yttrium اولین خودروی باتری سدیمی جهان را تحویل داد.در سال 2023، اولین نسل سلول های باتری یون سدیم CATL راه اندازی و فرود آمد.سلول باتری را می توان در دمای اتاق به مدت 15 دقیقه با ظرفیت باتری بیش از 80 درصد شارژ کرد.نه تنها هزینه کمتر است، بلکه زنجیره صنعت به شارژ مستقل و قابل کنترل نیز دست خواهد یافت.
در پایان سال گذشته، اداره ملی انرژی از طرح آزمایشی ذخیره سازی انرژی جدید خبر داد.در میان 56 پروژه فهرست نهایی، دو پروژه باتری یون سدیم وجود دارد.از نظر وو هوی، رئیس موسسه تحقیقات صنعت باتری چین، فرآیند صنعتی شدن باتری های یون سدیم به سرعت در حال توسعه است.طبق محاسبات، تا سال 2030، تقاضای جهانی برای ذخیره انرژی به حدود 1.5 تراوات ساعت (TWh) خواهد رسید و انتظار می رود باتری های یون سدیم فضای قابل توجهی در بازار به دست آورند.وو هوی می‌گوید: «از ذخیره‌سازی انرژی در سطح شبکه گرفته تا ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری، و سپس تا ذخیره‌سازی انرژی خانگی و قابل حمل، کل محصول ذخیره‌سازی انرژی در آینده به شدت از الکتریسیته سدیم استفاده خواهد کرد».
مسیر طولانی برنامه
در حال حاضر، باتری های یون سدیم مورد توجه کشورهای مختلف قرار گرفته اند.Nihon Keizai Shimbun یک بار گزارش داد که تا دسامبر 2022، پتنت های چین در زمینه باتری های یون سدیم بیش از 50 درصد از کل پتنت های موثر جهان را به خود اختصاص داده است و ژاپن، ایالات متحده، کره جنوبی و فرانسه به ترتیب در رتبه های دوم تا پنجم قرار دارند.سان جین هوا گفت که علاوه بر اینکه چین به وضوح به پیشرفت و کاربرد گسترده فناوری باتری یون سدیم سرعت می بخشد، بسیاری از کشورهای اروپایی، آمریکایی و آسیایی نیز باتری های یون سدیم را در سیستم توسعه باتری های ذخیره انرژی گنجانده اند.