Liitium võib maapõue jääda – naatriumakud jõuavad efektiivsuses liitiumakudele järele

Liitiumakudele võib peagi saabuda keskkonnasõbralikum asendus - naatriumakud. Foto: Andrei Baklan / Pixabay

Liitiumakudega on üks suur probleem – liitium on üsna haruldane leelismetall, selle töötlemisprotsess väga mürgine ja elektritranspordi arenedes saab sellest ainest suur defitsiit, mille varusid omavad vaid üksikud riigid. Samas on traditsioonilise akutehnoloogia kõrval arendatud naatriumioonakusid, mille mõned suured puudused pole lubanud veel «soolapõhistele» akudele üle minna. Kuid siin on peagi tulemas tehnoloogiline läbimurre.

Naatriumipõhiste akude põhipuudus oli väiksem energiatihedus, suur kaal ja lühike tööiga, seega praegu ei saa veel naatriumiühendist ehk soolast häid akusid teha. Autodes neid kasutada ei saa, kuna on liiga rasked ja lühikese tööeaga, kuid koduseks energiasalvestiks peaksid praegu toodetavad naatriumakud sobima. Kuna tehnoloogia on uus ja alles arenev, siis on sellised laialt kättesaadavast naatriumist tehtud akud veel üsna kallid ka.

Venemaa Skolkovo teaduse ja tehnoloogia instituudi (Skoltech) ning Lomonossovi Moskva riikliku ülikooli teadlased töötasid välja sellise naatriumioonakude materjali, mis koosneb kindla kristallstruktuuriga naatriumvanaadiumfosfaatfluoriidi pulbrist. Aku katoodis kasutades tagab see ühend rekordiliselt suure energiasalvestusmahu, kõrvaldades ühe naatriumioonakude tehnoloogia suurima kitsaskoha. Uuel materjalil on eriline kristallstruktuur, mis võib tagada 10–15 protsenti suurema energiatiheduse kui praegused naatriumioonakud.

«Soolapatarei», mille masstootmist senise tehnoloogiaga alustatakse USAs järgmisel aastal, kasutab praegu põhilise toorainena 1704. aastal leiutatud värvipigmenti «preisi sinine», mis on üks esimesi sünteetilisi pigmente üldse. Sellest valmistatud elektroodid koguvad ja annavad ära naatriumi ioone.

Vene teadlaste loodud materjal tagab aga lisaks paremale energiatihedusele ka suurema stabiilsuse, kui «preisi sinisega», mis tähendab kokkuvõttes aku pikemat eluiga ja soodsamat hinda.

Teadlaste väitel asendavad naatriumioonakud, kui nendes kasutatav materjal aitab senised puudused kõrvaldada, senised liitiumioonakud rasketes elektrisõidukites, näiteks bussides ja veoautodes, samuti tuule- ja päikeseparkide statsionaarsetes energiasalvestites, kus liitiumitehnoloogia on liiga kallis. Pealegi on liitiumi töötlemine üsna mürgine protsess, «soolapatareide» tooraine aga on üsna ohutu ja seda leidub liitiumist sadu kordi rohkem.

Naatriumioonakude tehnoloogia on kasutusel ka Hiinas, kus sealne suurim akutootja CATL alustas uut tüüpi energiasalvestite tootmist. Samuti toodetakse USA ettevõttes Natron Energy katkematu toite allikaid serverikeskustele, kuid energiatihedus neis toodetes on veel tunduvalt madalam kui liitiumioonakudes. Uue kristallilise ühendiga võivad aga naatriumakud olla juba turul konkurentsivõimelised ja hakata edukalt asendama liitiumakusid.