V posledních zhruba 15 letech vznikla celá řada výzkumných studií na téma sodíkových baterií, které se pokládají za perspektivní alternativu dominující technologie Li-Ion. Jsou zde takto zaměřené start-upy a zájem již projevily i firmy rizikového kapitálu. Řada vědeckých prací vzbuzuje dojem, že komerční nasazení sodíkových baterií přijde každou chvilku. Navíc trh Li-Ion baterií má odhadovaný objem 50 miliard dolarů ročně a stále roste. Lithium je drahé, nedostatkové, jeho cena rostla v době pandemie a narušení dodavatelských řetězců.
Jenže všechno může být jinak. Podle nové studie publikované v Nature Energy může být konkurenceschopnost sodíkových baterií vzdálena ještě mnoho let a bude vyžadovat další technologický pokrok. Hlavní slabinou sodíkových baterií stále zůstává nižší energetická hustota (v přepočtu na hmotnost). Nehledě na nižší ceny materiálů jsou tedy náklady na jednotku uložené energie u sodíkových baterií stále vyšší.
Nová studie vyhodnotila více než 6 000 scénářů, aby otestovala robustnost příslušných plánů pro konkurenční potenciál Na-Ion baterií. Studie vznikla v rámci projektu STEER, který probíhá za podpory amerických vládních úřadů včetně ministerstva energetiky.
Je třeba dodat, že pomineme-li období pandemie, cena Li-Ion baterií díky masové produkci a dolaďování technologie ve skutečnosti stále klesá. I samotné ceny lithia jsou dnes na historicky nejnižších úrovních (poznámka PH: kdo z nás toto věděl?).
Studie upozorňuje na několik klíčových cest pro vývojáře sodíkových baterií. Nejdůležitější je zvýšit hustotu energie bez použití kritických minerálů. Konkrétně by se vývojáři měli odklonit od niklu. V současné době se většina předních návrhů sodíkových iontových baterií přitom spoléhá na tento relativně drahý kov.
Někteří předpokládají, že jde o problém teorie her. Jakmile se jednou rozběhne komerční výroba Na-Ion baterií, dojde k poklesu jejich cen víceméně automaticky, v důsledku úspor z rozsahu (ale řekněme první, kdo se do toho pustí, možná prodělá, takže se vlastně jen čeká na „první impulz“). Podle nové studie to však ke konkurenceschopnosti Na-Ion nestačí. Bez dalšího technologického pokroku to prostě nepůjde.
Studie dále například simuluje, jak by se urychlila konkurenceschopnost sodíkových baterií, kdyby došlo k otřesům v dodávkách grafitu – kritického materiálu používaného v lithium-iontových bateriích, kde Čína kontroluje více než 90 % celosvětových dodávek. Čína přitom na konci loňského roku začala výrazně omezovat vývoz grafitu do Spojených států a zároveň zakázala vývoz tří dalších kritických nerostů.
Dále pak analýza zdůrazňuje, že nová technologie nedokáže uspět jen na úrovni „malých“ článků. Klíčová pro ni bude integrace do větších celků, elektromobilů a rozsáhlých bateriových systémů pro ukládání energie v rozvodné síti.
Adrian Yao et al, Critically assessing sodium-ion technology roadmaps and scenarios for techno-economic competitiveness against lithium-ion batteries, Nature Energy (2025). www.nature.com/articles/s41560-024-01701-9
Zdroj: Stanford University / TechXplore.com
