تحليل تكلفة وموارد بطاريات أيونات الصوديوم؟

1. تكاليف المواد الخام

الصوديوم (Na)

• وفرةالصوديوم هو العنصر السادس الأكثر وفرة في قشرة الأرض وهو متوفر بسهولة في مياه البحر ورواسب الملح.
• يكلف: منخفض للغاية مقارنة بالليثيوم - كربونات الصوديوم عادة40-60 دولارًا للطنبينما كربونات الليثيوم هي13000 - 20000 دولار للطن(وفقًا لبيانات السوق الحديثة).
• تأثير: ميزة كبيرة من حيث التكلفة في الحصول على المواد الخام.

مواد الكاثود

• تستخدم بطاريات أيونات الصوديوم عادةً ما يلي:
  • نظائر الأزرق البروسي (PBAs)
  • فوسفات الحديد الصوديوم (NaFePO₄)
  • أكاسيد الطبقات (على سبيل المثال، Na₀.₆₇[Mn₀.₅Ni₀.₃Fe₀.₂]O₂)
• هذه المواد هيأرخص من أكسيد الليثيوم والكوبالت أو نيكل منغنيز الكوبالت (NMC)تُستخدم في بطاريات الليثيوم أيون.

مواد الأنود

• الكربون الصلبوهي أكثر مواد الأنود شيوعًا.
• يكلف: أرخص من الجرافيت أو السيليكون المستخدم في بطاريات الليثيوم أيون، حيث يمكن استخراجه من الكتلة الحيوية (مثل قشور جوز الهند والخشب).

---

2. تكاليف التصنيع

المعدات والبنية التحتية

• التوافقتصنيع بطاريات أيونات الصوديوممتوافقة إلى حد كبير مع خطوط إنتاج بطاريات الليثيوم أيون الحالية، مما يقلل من النفقات الرأسمالية للمصنعين الذين ينتقلون أو يوسعون نطاق أعمالهم.
• تكاليف الإلكتروليت والفواصل: على غرار بطاريات الليثيوم أيون، على الرغم من أن عملية تحسين بطاريات الصوديوم أيون لا تزال قيد التطوير.

تأثير كثافة الطاقة

• بطاريات أيونات الصوديومكثافة طاقة أقل(حوالي 100-160 واط/كجم مقابل 180-250 واط/كجم لبطاريات الليثيوم أيون)، مما قد يزيد التكلفةلكل وحدة طاقة مخزنة.
• لكن،عمر الدورةوأمانيمكن أن تعوض الخصائص تكاليف التشغيل على المدى الطويل.

---

3. توافر الموارد واستدامتها

الصوديوم

• الحياد الجيوسياسييتم توزيع الصوديوم عالميًا ولا يتركز في مناطق معرضة للصراعات أو مناطق احتكارية مثل الليثيوم أو الكوبالت أو النيكل.
• الاستدامة: مرتفع — عمليات الاستخراج والتكريرتأثير بيئي أقلأكثر من تعدين الليثيوم (خاصة من مصادر الصخور الصلبة).

الليثيوم

• مخاطر المواردأوجه الليثيومتقلب الأسعار, سلاسل إمداد محدودة، وتكاليف بيئية مرتفعة(استخراج كثيف للمياه من المحاليل الملحية، انبعاثات ثاني أكسيد الكربون).

---

4. قابلية التوسع وتأثير سلسلة التوريد

• تقنية أيونات الصوديومقابل للتوسع بدرجة كبيرةبسببتوافر المواد الخام, تكلفة منخفضة، وتقليل قيود سلسلة التوريد.
• التبني الجماعيقد يخفف ذلك الضغط على سلاسل إمداد الليثيوم، وخاصة بالنسبة لـتخزين الطاقة الثابت، والدراجات ذات العجلتين، والمركبات الكهربائية منخفضة المدى.

---

خاتمة

• بطاريات أيونات الصوديومعرضفعال من حيث التكلفة ومستدامبديل لبطاريات الليثيوم أيون، مناسب بشكل خاص لـتخزين الشبكة, السيارات الكهربائية منخفضة التكلفة، والأسواق النامية.
• مع تطور التكنولوجيا،كفاءة التصنيعوتحسينات في كثافة الطاقةومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى خفض التكاليف بشكل أكبر وتوسيع نطاق التطبيقات.

هل ترغب في رؤيةتنبؤ بالمناخاتجاهات تكلفة بطاريات أيونات الصوديوم خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة أوتحليل حالات الاستخدامبالنسبة لصناعات محددة (مثل السيارات الكهربائية، وتخزين الطاقة الثابت)؟