Bataryalarda büyük değişim: Sodyum iyon piller geliyor

Lityum iyon piller şu anda dünyada en yaygın kullanılan bataryalardan biri. Akıllı telefonlar, bilgisayarlar ve hatta elektrikli otomobillerde sıklıkla kullanılan bu batarya için çok daha iyi alternatifler geliştiriliyor. Daha az maliyetli, daha uzun süre kullanım ya da lityum iyon piller gibi Çin pazarına bağlı olmayan alternatifler üzerine yıllardır çalışmalar sürüyor.

DAHA AZ MALİYETLİ VE ÇEVREYE DUYARLI BATARYA

Lityum iyon bataryalara en büyük rakip ise sodyum iyon piller oluyor. Sodyum iyon, yapısı gereği lityum iyona çok benzer ancak çok daha kolay bulunan bir rezerve sahip. Bu da lityum iyon pillere kıyasla çok daha ulaşılabilir bir bataryadan bahsetmeyi sağlıyor.

Sodyum iyon pil (NIB veya SIB), şarj edilebilir bir pil olarak kayıtlara geçiyor. Yapısında elektirik yükü taşıyıcıları olarak sodyum iyonlar kullandığı için lityum iyon pillere alternatif sayılıyor. Öte yandan çalışma prensibi ve hücre yapısı, lityum iyon pil (LIB) türleri ile benzer olması önemli bir avantaj sağlıyor.

Sodyum iyon pillerin tarihine bakıldığında ise 1970’lere kadar dayandığını görürüz. Lityum iyon piller ise 1990’lara gelindiğinde avantajlı lanse edildiği için sodyuma ilgi azaldı ve 2010’lara kadar sodyum iyon piller hakkında önemli bir gelişme yaşanmadı. 2010’lardan sonra sodyum iyon pillerin avantajları ön plana çıkmaya başlayınca tekrar bir canlanma yaşandı.

Sodyumun daha sık kullanılmasına giden yolda aşılması gereken en büyük sorun, uygun elektrotların geliştirilmesi. Yıllar önce Fransa’da bir haber bülteni yayımlandı. Burada lityum iyon pillerle aynı standart formatta ve kabul edilebilir miktarda elektrik depolayabilen bir prototip sodyum iyon pil geliştirildiği duyuruldu.

Sodyum iyon piller 2022 itibarıyla ticari hale gelmemişti, ancak dünyanın en büyük pil üreticisi CATL'nin 2023'te SIB'lerin seri üretimine başlayacağını duyurmasıyla işler değişmeye başladı. Şubat 2023'te Çinli HiNa Battery Technology Co. Ltd. ilk kez bir elektrikli test arabasına 120 Wh/kg sodyum iyon pil yerleştirdi. Ayrıca 2023 yılında enerji depolama üreticisi Pylontech, TÜV Rheinland tarafından ilk sodyum-iyon pil sertifikasını aldığını duyurdu.

En son gelişme İsveçli start-up olan Northvolt tarafından geldi. Birkaç gün önce yayımladıkları bir haber bülteninde pilin lityum, kobalt veya nikel kullanmak zorunda olmadığını ve yeni teknolojinin, batarya tarafındaki tedarik zincirlerine hâkim olan Çin'e küresel bağımlılığı ortadan kaldırabileceği söylendi.

Şirket tarafından üretilen yeni pil hücresinin geleneksel nikel, manganez ve kobalt veya demir fosfat kimyalarına göre daha güvenli, daha uygun maliyetli ve sürdürülebilir olduğunu, bunun temel nedeninin sodyum ve demir gibi kullandığı minerallerin bol miktarda bulunması olduğunun altı çizildi.

Burada geliştirilen teknolojide lityum, nikel, kobalt ve grafit yer almıyor. Sert karbon anodu ve Prusya Beyazı bazlı katod temel alınıyor. Prusya Beyazı, sodyum iyon pillerin pozitif elektrotunda kullanılan, düşük maliyeti ve yüksek sürdürülebilirliği nedeniyle tercih edilen bir malzeme olarak tanımlanıyor. Northvolt, Prusya Beyazı bazlı pilleri ticarileştirip küresel pazara sunan ilk şirket olmayı hedefliyor.

Northvolt'un CEO'su ve kurucu ortağı Peter Carlsson konu hakkında şöyle konuştu:

"Dünya sodyum iyonuna büyük umutlar bağladı ve enerji bağımlılığını azaltmak için bunun yaygın şekilde uygulanmasını sağlayacak bir teknoloji geliştirdiğimizi söylemekten büyük mutluluk duyuyorum. Bunun gibi pil teknolojileri, elektrifikasyonu küresel çapında daha uygun maliyetli, sürdürülebilir ve erişilebilir hale getirerek küresel sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmak için de çok önemli.”

Sodyum iyon pillerin lityum iyon pillerle aynı seviyeye ulaşıp ulaşamayacağı halen bilinmiyor ancak yeni alternatif arayışı sodyum pillere olan ilgili oldukça arttı. Bu da gelişimi beraberinde getiriyor.