Zorii unei alternative: Povestea renașterii bateriilor cu ioni de sodiu

În cursa pentru dominarea stocării energiei, a existat un material care timp de decenii a rămas în umbra litiului, așteptându-și momentul.
Povestea bateriilor cu ioni de sodiu nu începe acum, nici măcar în secolul XXI, ci în laboratoarele anilor 1970, când primii cercetători au început să exploreze posibilitățile acestui element abundent și economic.
Tocmai în 1978, oamenii de știință au documentat pentru prima dată intercalarea ionilor de sodiu în materiale precum TiS₂, punând bazele a ceea ce decenii mai târziu avea să devină o adevărată revoluție energetică.
Cu toate acestea, așa cum se întâmplă adesea în știință, drumul s-a abătut: litiul, mai ușor și cu o densitate energetică mai mare, a furat toată atenția.
În anii optzeci și nouăzeci, în timp ce bateriile litiu-ion cucerau mai întâi electronicele portabile și apoi imaginarul colectiv, cercetările asupra sodiului au fost retrogradate pe un plan academic secundar.
Au existat încercări, cum ar fi prima „baterie tip balansoar” cu sodiu de la începutul anilor optzeci, și chiar un reper important în 1993, când a fost demonstrat un prototip funcțional cu anod de carbon dezordonat. Dar lumea privea în altă parte. Industria avea nevoie de dispozitive mici și puternice pentru camere foto, computere și telefoane, iar litiul îndeplinea această funcție perfect. Sodiul, mai greu și mai voluminos, părea condamnat să fie o simplă curiozitate de laborator.
A trebuit să așteptăm până la schimbarea deceniului, mai exact până în 2011, pentru ca cineva să decidă să parieze serios pe el.
În acel an s-a născut în Regatul Unit Faradion, prima companie din lume dedicată exclusiv dezvoltării comerciale a bateriilor cu ioni de sodiu. Mișcarea părea riscantă, chiar prematură, dar răspundea unei preocupări care începea să germineze printre experți: litiul nu este infinit, extracția sa este poluantă, iar prețul său depinde de tensiuni geopolitice în regiuni precum America de Sud sau Australia. Sodiul, pe de altă parte, se află în fiecare pahar cu apă de mare. Ideea era prea bună pentru a fi ignorată.
Dar primii pași au fost ezitanți. Una dintre marile provocări tehnice cu care s-au confruntat acești pionieri a fost eficiența scăzută în timpul primului ciclu de încărcare, un proces critic care are loc în timpul fabricării bateriei. În timp ce litiul depășea cu ușurință 90% eficiență inițială, primele prototipuri cu sodiu aveau cifre mult mai modeste, uneori sub 20%. Aceasta însemna că o parte substanțială din capacitate se pierdea înainte chiar de a începe să folosești bateria. Cercetători din întreaga lume, precum cei de la Institutul Federal pentru Cercetarea și Testarea Materialelor (BAM) din Germania, au început să lucreze la soluții, realizând progrese notabile, cum ar fi creșterea acelei eficiențe de la 18% la 82% prin modele inovatoare de anod.
În ciuda dificultăților, „microbul” sodiului mușcase deja industria. Spre sfârșitul anilor 2010, China a devenit scena unde această tehnologie a început să decoleze.
Companii precum HiNa Battery au început să fabrice primele celule cu aplicații reale, iar în 2021 au atins un reper istoric: punerea în funcțiune a primului sistem de stocare a energiei la scară largă cu baterii cu sodiu, un proiect de 1 MWh care demonstra că tehnologia poate ieși din laborator și înfrunta lumea reală. La scurt timp după, gigantul CATL a irupt cu anunțul primei sale generații comerciale, oferind un impuls definitiv unei alternative pe care până atunci mulți o considerau o promisiune minoră.
Astfel, între îndoieli și progrese, între eșecuri și mici victorii, bateriile cu ioni de sodiu și-au construit propriul drum. Nu intenționau să ucidă litiul, ci să ocupe spațiul pe care acesta nu-l putea acoperi. O poveste de perseverență științifică care, după cum vom vedea, este departe de a se fi încheiat. De fapt, abia începuse.