แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ในปัจจุบันคือ แบตเตอรี่ไอออนลิഥียมศูนย์ข้อมูล และเครือข่ายไฟฟ้าที่ไม่เคลื่อนย้าย สําหรับแผ่นพลังแสงอาทิตย์ และเครื่องจักรลม รวมทั้งในสิ่งของประจําวัน เช่น โทรศัพท์ โน๊ตพ็อต และสกูเตอร์ไฟฟ้า
ลิทธิียมต้องการน้ําจํานวนมาก เพื่อการสกัดและปรับปรุงน้ําประมาณ 2 ล้านลิตร ต่อเมตรตันของลิเดียม ตามสถาบันวิจัยพลังงาน
ตัวอย่างเช่นชิลี , ผู้ผลิตลิทธิียมที่ใหญ่ที่สุดที่สองของโลก, อุตสาหกรรมใช้กระบวนการการทําเหมืองน้ําเกลือซึ่งนําน้ําหวานที่หายากไปจากชุมชนพื้นเมืองท้องถิ่น และทําให้เกิดความเสียหายอย่างหนักต่อระบบนิเวศที่เปราะบางของป่าชื้นที่ใกล้เคียง.
นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนยังต้องใช้โลหะหนัก เช่น โคบาลต์ นิเคิล แมนแกนเนส และทองแดงในคาโทดของพวกเขา ซึ่งดึงไอออนจากแอโนดเมื่อแบตเตอรี่กําลังอุดตัน
ส่วนใหญ่ของแหล่งคอบอลต์ในโลก ตั้งอยู่ในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก , ที่เหมืองลิทธิียมใช้แรงงานเป็นประจํา สกปรกแหล่งน้ํา และปล่อยฝุ่นและอนุภาคพิษในอากาศ
นอกเหนือจากข้อพิจารณาด้านจริยธรรม จีโอพอลิติกส์ก็มีปัญหาของตัวเองควบคุมตลาด มี 68% ของศูนย์การแปรรูปโคบาลต์ทั่วโลก 72% ของศูนย์การแปรรูปลิธีียม และ 83% ของศูนย์การแปรรูปลิธีียมไอออน
ปัญหาเหล่านี้ทําให้นักวิทยาศาสตร์และบริษัทต่าง ๆ ค้นหาแหล่งพลังงานแบตเตอรี่อื่น
ตัวอย่างไม่กี่อย่าง ได้แก่ซิงก์ในน้ํา ,แบตเตอรี่กระแส และแม้แต่ความแรงโน้ม ที่ทํางานโดยการแปลงพลังงานเคลื่อนไหวเป็นไฟฟ้า
แต่มีวัสดุที่ราคาถูก มีอยู่มากมาย และมีให้บริการง่ายๆ ที่กําลังนําการแข่งขันเพื่อแทนที่ลิธีียมเป็นส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่
เกลือ
การขุดเกลือที่ทะเลสาบเกลือซัมบาร์ รัชชาสตาน ประเทศอินเดีย
กรอกโซเดียม
จาน-มารี ทาราสคอน อาจารย์ฟิสิกส์และเคมีในสภาพแข็งที่ คอลเลจ เดอ แฟรนซ์ เชื่อว่าโซเดียมเหนือกว่าอย่างน้อย 15 ปี
ในฐานะผู้ก่อตั้งและผู้อํานวยการเครือข่ายวิจัยRS2E เขาเป็นผู้นําของทีมงาน ที่พัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออน ที่วิทยาลัย และที่มหาวิทยาลัย Picardieพิจารณาว่าเวอร์เน่ ได้จินตนาการถึง แบตเตอรี่เกลือในหนังสือของเขา,20,000 ลีกใต้ทะเล .
"แรงผลักดันหลักในกรณีของฉันคือความยั่งยืน" เทราสคอนบอกว่า "เมื่อปี 2010 มันชัดเจนว่าโลกจะนําแบตเตอรี่ลิตยูไอออนมาใช้ และเราจะหมดทรัพยากรนี้"
เราตัดสินใจที่จะหาทางเลือกอื่น ซึ่งเป็นเหตุผลที่เราเปลี่ยนไปใช้โซเดียม
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีพฤติกรรมทางเคมีคล้ายๆกับแบตเตอรี่ลิธีียมไอออน แม้ว่ามันจะไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไม่ดีนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers ในกรุงโกเทนเบิร์กสวีเดน
เธอเพิ่มเติมว่า "กระบวนการผลิตก็คล้ายกัน ซึ่งหมายความว่าคุณไม่จําเป็นต้องทดสอบสายการผลิตมากนักคุณสามารถใช้สายการผลิตที่มีอยู่และปรับปรุงบางส่วนสําหรับแบตเตอรี่เกลือ.
จางบอกว่าแบตเตอรี่โซเดียมยังปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ลิธีียม และทํางานได้ดีกว่าในอุณหภูมิสูงสุด
แบตเตอรี่ลิทธิียมไอออน เป็นสาเหตุของเหตุไฟไหม้มากมายโรงงานเก็บแบตเตอรี่แคลิฟอร์เนีย เมื่อต้นปีที่ผ่านมา ที่เผาไหม้เป็นเวลาหลายวัน และทําให้ประชากรท้องถิ่นประมาณ 1,200 คนถูกอพยพ
ในปี 2024 จางนําการศึกษา ซึ่งได้วิเคราะห์ผลกระทบต่อสภาพอากาศในอนาคตของแบตเตอรี่เกลือชนิดต่างๆ โดยเน้นการปล่อยคาร์บอน
ทีมงานของเธอพบว่า ภายในปี 2050 การใช้พลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ เพื่อผลิตแบตเตอรี่ จะสามารถลดผลกระทบต่อสภาวะอากาศได้ถึง 43 ถึง 57 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับระดับปี 2020
ผลกระทบต่อสภาวะอากาศลดลงเรื่อย ๆ เมื่อเราไปในอนาคต จากกระบวนการผลิต การทําเหมืองแร่ และกระบวนการด้านบน
แต่สารเคมีที่ใช้ในแคโทดยังคงเป็นปัญหา และต้องแก้ไขด้วยการลงทุนเพิ่มมากขึ้น ในการวิจัยแบตเตอรี่โซเดียมไอออน
แบตเตอรี่ลิทธิียมไอออน เช่นนี้ ที่ติดตั้งในแมคบั๊กเบอร์ มีความเบากว่าแบตเตอรี่โซเดียมมาก ทําให้มันยากที่จะเปลี่ยนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เปิดเครื่อง
การหาแหล่งทํางาน
แล้วอะไรกันที่หยุดการใช้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมากขึ้นราคาลดของลิตยูม ทําให้มันสามารถแข่งขันกับโซเดียมได้
หลังจากที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นสถิติ 83,000 ดอลลาร์ต่อตันในเดือนพฤศจิกายน 2022ราคาลิตিয়াম ราคารถยนต์ไฟฟ้า (EVs) ได้ลดลงตั้งแต่นั้น และต่ําสุดเพียง 8,400 ดอลลาร์ต่อตัน เมื่อเดือนที่แล้ว เนื่องจากยนต์ไฟฟ้า (EVs) ขายช้ากว่าที่คาด
ปัญหาอีกอย่างคือ โซเดียมมีความหนาแน่นน้อยกว่าลิเดียม ซึ่งหมายความว่า จะต้องใช้พื้นที่และพลังงานมากกว่า เพื่อเก็บชาร์จเท่ากัน
ผลก็คือแบตเตอรี่ที่ใหญ่และหนักกว่า ซึ่งไม่ค่อยเหมาะสมกับรถ หรือโทรศัพท์
แทนที่จะเปลี่ยนลิเดียมโดยสมบูรณ์ โซเดียม ต้องการที่จะหาการใช้งานที่เหมาะสม ณ สถานที่ที่ปริมาณและน้ําหนักไม่เป็นปัญหา, Zhang กล่าว.
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงทํางานเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน ของมัน สถานที่ที่เหมาะสมสําหรับแบตเตอรี่โซเดียมไอออน คือในระบบเก็บพลังงานที่พลังงานสามารถถูกเก็บและปล่อยเมื่อต้องการเพื่อสมดุลเครือไฟฟ้า.
ในความเป็นจริง Bloomberg New Energy Finance (BNEF)การออกแบบ ส่วนแบตเตอรี่โซเดียมไอออนในระบบเก็บพลังงาน 15% ในปี 2035 จาก 1% ในปัจจุบัน
ในสหรัฐอเมริกา บริษัท Natron Energy ที่ตั้งอยู่ที่คลองซิลิคอน กําลังผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออน เพื่อติดตั้งในศูนย์ข้อมูลและบริษัทคอมพิวเตอร์เมฆ รวมถึงชาร์จไว EV
เมื่อเร็วๆ นี้มันเริ่มต้นการก่อสร้างโรงงานใหม่ 1.4 พันล้านดอลลาร์ในนอร์ทแคโรไลนา ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มความจุเป็น 40 เท่า
ขณะเดียวกันในอังกฤษ ฟาราดิออน ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของบริษัทรีไลอันซ์ นิว เอเนอร์จี จํากัดของอินเดียผลิตแบตเตอรี่ไอนโซเดียม สําหรับการขนส่ง, การเก็บและพลังงานสํารอง
และในประเทศฝรั่งเศส บริษัท TIAMAT ซึ่งเป็นบริษัทที่ทาราสคอนเป็นที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์ ได้ประดิษฐ์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนครั้งแรกเครื่องเจาะไฟฟ้าไร้สาย .
เดือนที่แล้วลงนามสัญญากับบริษัทเทคโนโลยีอเมริกัน เอ็นเดอเวอร์ เพื่อผลิตแบตเตอรี่สําหรับศูนย์ข้อมูล AI
ผู้ผลิตยี่ห้อ Yadea ของจีนเริ่มขายรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าที่ใช้พลังโซเดียมไฟฟ้า
ขับรถด้วยเกลือ
อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมากที่สุดคือจีน ประเทศนี้มีอํานาจในตลาดแบตเตอรี่ลิทธิียมไอออนแล้ว ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทําให้มันเปลี่ยนไปอย่างง่ายดาย
บริษัทจีนได้ลงทุนมากกว่า 7.6 พันล้านดอลลาร์ในเทคโนโลยีโซเดียมไอออนโรงงานผลิตใหม่ ประกาศในปี 2024 เท่านั้น
บริษัทต่างๆ เช่น ยาเดีย, ฮีนา, และเทคโนโลยีคอนเทอมปอเร็กซ์ (CATL) กําลังสร้างข้อดีในการแข่งขันในตลาดแบตเตอรี่โซเดียมไอออนทั่วโลกยกก้าวใหญ่อีกอย่างในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสะอาดของประเทศ.
และไม่เหมือนกับเพื่อนร่วมงานชาวตะวันตก พวกเขาได้วางรถที่ใช้พลังงานโซเดียมบนถนนแล้ว
ยาเดีย เป็นต้น เริ่มขายรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า ใช้พลังงานจากโซเดียม หลังจากที่ประสบความสําเร็จโครงการทดลองที่มีพนักงานส่งอาหาร 150,000 คน ในเชนเจ่น
ขณะที่รถยนต์สองล้อเหล่านี้มีระยะทางเพียง 70 กิโลเมตร ผู้ผลิตได้สร้างสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่แทนที่จะต้องรอหลายชั่วโมงเพื่อชาร์จ.
CATL ผู้ผลิตแบตเตอรี่ที่ใหญ่ที่สุดในโลกสําหรับ EV และการเก็บพลังงานประกาศแผนในช่วงต้นปีนี้ เพื่อผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออนในจํานวนมาก สําหรับรถบรรทุกและรถยนต์หนักNaxtra .
มอเตอร์ไซค์และมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้ามีอยู่ทุกที่ในจีนขายแล้ว 55 ล้าน ในปี 2023 เท่านั้น
ตอนนี้ การทุ่มเทของประเทศในรถที่ใช้แบตเตอรี่โซเดียม สามารถสร้างศักยภาพอันใหญ่หลวงสําหรับการขยายไปทั่วโลกใต้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเอเชียและแอฟริกาผู้อํานวยการศูนย์กลางสภาวะอากาศและการทูตด้านสภาวะอากาศของจีน.S-basedสถาบันนโยบายสังคมเอเชีย .
เพราะการใช้รถยนต์สองและสามล้อมุ่งเน้นในภาคใต้ของโลก ตลาดเหล่านี้จะมีความสําคัญยิ่งขึ้นสําหรับบริษัทจีนแทนที่จะถูกผลักดันโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ความเครียดทางการค้า และการขาดการเข้าถึงตลาดของโลกเหนือเธออธิบาย
การแปลงจักรยานและรถยนต์ขนาดใหญ่เหล่านี้ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าในตลาดทั่วโลกใต้ จะมีผลกระทบที่สําคัญต่อการปล่อยปล่อยและการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล
ด้านเขา ทาราสคอนเห็นว่า การเปลี่ยนแปลงขนาดของรถยนต์ในช่วงทศวรรษหน้า
"เราจะมีรถขนาดเล็กในเมือง ก๊าบแท็กซี่มากขึ้น และรถยนต์ระยะสั้นมากขึ้น ดังนั้นโดยอัตโนมัติ แบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะมีบทบาทสําคัญ" เขาบอกว่า
ถ้าผมมองไปในอนาคต เทคโนโลยีนี้แน่นอนจะดีขึ้น และผมคิดว่ามันจะได้รับส่วนใหญ่ของตลาดและลิทธิียมไอออนไม่สามารถทํามันทั้งหมด.