EV: Η μπαταρία που κρατά «ζωντανό» το ηλεκτρικό αυτοκίνητο αλλάζει

• Πού μπαίνει το νάτριο

Ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο κουβαλά συνήθως στο πάτωμά του μια μεγάλη μπαταρία υψηλής τάσης, συχνά 400 ή 800 Volt, η οποία τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα. Η λειτουργία του, όμως, ξεκινά από μια δεύτερη, πολύ μικρότερη μπαταρία χαμηλής τάσης, συνήθως 12 Volt. Αυτή ενεργοποιεί τις κλειδαριές, τα φώτα, τον συναγερμό, τις οθόνες, την τηλεματική, τις ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου και τα βασικά συστήματα ασφαλείας.

Η 12βολτη μπαταρία αναλαμβάνει επίσης το πρώτο βήμα πριν συνδεθεί η μεγάλη μπαταρία με το κύκλωμα υψηλής τάσης. Αν αδειάσει, το αυτοκίνητο μπορεί να μείνει ακίνητο ακόμη και με πλήρως φορτισμένη την κύρια μπαταρία του. Αυτός ο μικρός, συχνά παραγνωρισμένος συσσωρευτής είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους η αυτοκινητοβιομηχανία εξετάζει πλέον σοβαρά τη χρήση μπαταριών ιόντων νατρίου στις χαμηλές τάσεις.

Στα συμβατικά αυτοκίνητα συναντάμε τη γνώριμη μπαταρία μολύβδου-οξέος. Έξι στοιχεία των περίπου 2 Volt συνδέονται σε σειρά, παρέχοντας το ρεύμα για τη μίζα, τα φώτα και τα ηλεκτρικά συστήματα όταν ο κινητήρας είναι σβηστός. Η τεχνολογία αυτή κυριαρχεί εδώ και δεκαετίες επειδή είναι φθηνή, ανθεκτική και μπορεί να αποδώσει υψηλό ρεύμα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Στα ηλεκτρικά, ένας μετατροπέας DC/DC φορτίζει την 12βολτη μπαταρία από το κύκλωμα υψηλής τάσης, όμως η μικρή μπαταρία παραμένει εκείνη που «ξυπνά» το αυτοκίνητο.

Πού μπαίνει το νάτριο

Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου λειτουργούν με παρόμοια βασική αρχή με τις ιόντων λιθίου. Κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, ιόντα κινούνται μεταξύ των ηλεκτροδίων, με το νάτριο να αναλαμβάνει το ρόλο του λιθίου. Πρόκειται για υλικό άφθονο και ευρέως διαθέσιμο, με μικρότερη εξάρτηση από τις εφοδιαστικές αλυσίδες που συνδέονται με το λίθιο. Ωστόσο, η χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα του νατρίου αποτελεί περιορισμό για τη μεγάλη μπαταρία κίνησης, όπου ο όγκος και το βάρος καθορίζουν την αυτονομία. Στις εφαρμογές 12 ή 48 Volt, οι απαιτήσεις είναι διαφορετικές: μετρούν η στιγμιαία ισχύς, η αντοχή στους κύκλους, η ασφάλεια και η λειτουργία στο κρύο. Εκεί οι μπαταρίες ιόντων-νατρίου μπορούν να δώσουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και πιο σταθερή συμπεριφορά σε χαμηλές θερμοκρασίες σε σχέση με τις μολύβδου-οξέος.

Η IAV έχει ήδη παρουσιάσει μια πρωτότυπη 12βολτη μπαταρία νατρίου 70 Ah. Σύμφωνα με τα στοιχεία της, αποδίδει 565 A για 30 δευτερόλεπτα στους −20°C, με δυνατότητα μείωσης βάρους έως 50% και όγκου έως 20% σε σύγκριση με μια συμβατική μπαταρία μολύβδου-οξέος L3. Η ερευνητική αξιολόγηση των κυττάρων κατέγραψε διατήρηση 97% της χωρητικότητας μετά από 950 πλήρεις κύκλους.

Η μπαταρία μολύβδου-οξέος διατηρεί ισχυρά πλεονεκτήματα: χαμηλό κόστος, παγκόσμια παραγωγή, ώριμη ανακύκλωση και δεκαετίες αποδεδειγμένης αντοχής. Οι λύσεις ιόντων-νατρίου χρειάζονται μεγαλύτερη κλίμακα παραγωγής, κοινές τεχνικές προδιαγραφές και μακροχρόνια δεδομένα χρήσης. Η πρώτη σημαντική εφαρμογή του νατρίου στην αυτοκίνηση, πάντως, μπορεί να βρεθεί εκεί όπου ελάχιστοι οδηγοί κοιτούν: στη μικρή μπαταρία που επιτρέπει στο ηλεκτρικό τους να ξυπνά κάθε πρωί.