وسطالتدفق المزدهرللسيارات الكهربائية في جميع أنحاء العالم، ركز صانعو السيارات وشركات التكنولوجيا على تحسين الجزء الأكثر حيوية وتكلفة من المركبات الكهربائية وهى البطاريات، وفقا لتقرير thenextweb، فهيليست متشابهة، ويستخدم المصنعون مجموعة من أنواع البطاريات المختلفة، لذلك قررنا اختيار وترتيب ثلاثة أنواع من البطاريات الأكثر شهرة، وهي: بطاريات الليثيوم، وبطارياتالحالة الصلبة،وبطارياتأيون الصوديوم.
وسنقارن البطاريات باستخدام أربعة معايير: السلامة وكثافة الطاقة ووقت الشحن والاستدامة والسعر.
كيف تختلف أنواع البطاريات؟
بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الحالة الصلبة متشابهة إلى حد كبير، ويستخدم النوعان الليثيوم لإنتاج الطاقة الكهربائية، ولهما أنود (الطرف السالب للبطارية)، وكاثود (الطرف الموجب للبطارية)، وإلكتروليت يساعد على نقل الأيونات من الكاثود إلى القطب الموجب والعكس صحيح.
وهىتختلف بشكل أساسي في حالة الإلكتروليت وتستخدم بطاريات أيونات الليثيوم إلكتروليتات سائلة وتستخدم بطاريات الحالة الصلبة إلكتروليتات صلبة.
وبالنسبة لبطاريات أيون الصوديوم، تخيل نفس البنية بالضبط - والفرق الوحيد هو أن أيونات الصوديوم تحل محل أيونات الليثيوم.
وهنا نصنف أنواع البطاريات هذه وفقًا لمعاييرنا المختارة:
1-السلامة
بطاريات الليثيوم أيون قابلة للاشتعال للأسف، ويتعلق ذلك في الغالب بإلكتروليتاتها السائلة، والتي تكون متطايرة وغير مستقرة عند تعرضها لدرجات حرارة عالية.
في المقابل، تكون الإلكتروليتات الصلبة لبطاريات الحالة الصلبة أكثر استقرارًا وتقلل بشكل كبير من خطر نشوب حريق.
أما بالنسبة لبطاريات أيون الصوديوم، فهي غير قابلة للاشتعال ولا تسمح بأي هروب حراري، مما يجعلها الخيار الأكثر أمانًا.
2- كثافة الطاقة ووقت الشحن
تأتي بطاريات أيون الصوديوم هنا قصيرة بعض الشيء، وأيونات الصوديوم أكبر وأكثر كثافة من أيونات الليثيوم، مما يعني أننا بحاجة إلى قدر أكبر بكثير من الأول لتخزين وإنتاج الطاقة المكافئة.
وعلى الجانبالإيجابي، منالمتوقع أن تتمتع بطارية أيون الصوديوم من CATL(أفضل مثال لدينا حتى الآن) بكثافة طاقة تبلغ 160 وات في الساعة / كجم، وستستغرق 15 دقيقة للوصول إلى 80٪ من شحنتها، وهذا في الواقع على قدم المساواة مع بطاريات الليثيوم أيون الموجودة حاليًا في السوق، والتي تتراوح من 140 واط / كجم إلى 240 واط / كجم.
3- الاستدامة
هنا لدينا معركة العناصر: الليثيوم مقابل الصوديوم.
الليثيوم عنصر نادر نسبيًا على الأرض ولا يأتي الطلب المتزايد عليه بدون تأثير بيئي،وفقًالمعهد أبحاث الطاقة لا يستهلك استخراج الليثيوم ملايين الجالونات من الماء فحسب، بليضرأيضًابالتربة ويسبب تلوثًا للهواء.
وفى المقابل، الصوديوم هوالعنصر السابع الأكثر وفرة على الأرض(1200 مرة أكثر شيوعًا من الليثيوم)، ويمكن العثور عليه إلى حد كبير فى أى مكان على الأرض، بما فى ذلك مياه البحر، بالإضافة إلى ذلك فإن استخراجه لا يأتي مع نفس المخاوف البيئية.
4- السعر
وفرة الصوديوم تجعله بطبيعة الحال خيارًا أقل تكلفة، كما أنها تكلف أقل فى الاستخراج والتنقية.
علاوة على ذلك، يمكن تصنيع خلايا أيون الصوديوم بمعادن وفيرة مثل الحديد والمنجنيزفي المقابل، تتطلب بطاريات الليثيوم أيون الكوبالت، وهو معدن ذو احتياطيات جيولوجية محدودة وهو أيضًا أغلى جزء من البطارية، ويبلغسعرهحوالي28500 دولار للطن.
ويبدو أن الخيار الأكثر تكلفة هو بطاريات الحالة الصلبة؛ لأن إنتاج الإلكتروليتات الصلبة أكثر تكلفةعلى وجه التحديد، ومن المتوقع أن تتكلف بطاريات الحالة الصلبة80-90 دولارًا /كيلوواط ساعةبحلول عام 2030، بينما من المتوقع أن يصل سعر بطاريات الليثيوم إلى60 دولارًا / كيلوواط ساعةبحلول نفس الوقت.