قبل عام ونصف العام، نظمت شركة «كالت» CATL الصينية حدثاً صاخباً للإعلان عن خبر مهم للغاية، حيث تولى «زينج يوكوان»، مؤسس ورئيس أكبر شركة لتصنيع البطاريات في العالم، منصب رئيس مجلس الإدارة. كشف «زينج»، الذي كان قد تجاوز للتو «جاك ما»، مؤسس شركة «علي بابا» العملاقة في مؤشر بلومبيرج لأصحاب المليارات، أن «كالت» كانت تعمل على حزم بطاريات تستخدم خلايا ليثيوم أيون وصوديوم أيون. في حين أن الصوديوم أكثر وفرة ويوفر فوائد محتملة للسلامة على الليثيوم، فإن الأخير هو المسيطر في بطاريات المركبات الكهربائية. وكيمياء أيونات الليثيوم توفر كثافة طاقة فائقة، مما يتيح للسائقين السفر لمسافة أبعد بين الشَحنات.

بينما وضعت شركة «كالت» الخطوات التي كانت تتخذها نحو التسويق التجاري، فقد تم التغلب على المورد الهائل لشركات صناعة السيارات بما في ذلك تسلا وجيلي وبي إم دبليو- على الأقل في مرحلة النموذج الأولي. في الشهر الماضي، كشفت شركة صناعة السيارات الصينية «جاك» JAC النقاب عن نسخة تجريبية من سيارتها الكهربائية Sehol E10X التي كانت تعبئ خلايا أيونات الصوديوم. وقامت شركة «هينا باتري تكنولوجيز» HiNa Battery Technologies بتزويد الخلايا، وهي لاعب صغير وجديد نسبياً في مجال البطاريات في الصين، وقد تم تأسيسها في عام 2017 بعد سنوات من العمل في معهد بحث علمي. دفع ظهور مركبة تستخدم خلايا HiNa خبراء البطاريات إلى إعادة النظر في إمكانية أن تلعب كيمياء أيون الصوديوم دوراً في تشغيل المركبات الكهربائية المستقبلية. وتوقعت شركة بلومبيرج إن إي إف BloombergNEF وشركات بحثية أخرى أن المركبات الكهربائية سيتم تشغيلها بالكامل تقريباً بوساطة بطاريات ليثيوم أيون.

يمكن لبطاريات أيون الصوديوم الاستفادة من نفس عمليات التصنيع مثل صناعة أيونات الليثيوم، مما يعني أن الأولى يمكن أن تستفيد من التقدم الذي حققته الأخيرة خلال العقد الماضي. إن استخدام مواد ومكونات مماثلة - من الإلكتروليت والفواصل إلى مجمعات تيار الألومنيوم - يعني أن هذه التكنولوجيا الناشئة يمكن أن تستفيد أيضاً من وفورات الإنتاج الكبير الحالية.

تعد بطاريات أيون الصوديوم أكثر تكلفة من بطاريات الليثيوم أيون اليوم بسبب الأحجام المنخفضة وسلاسل التوريد غير المتطورة. لكن بلومبيرج إن إي إف ترى إمكانية توفير المواد وتحسينات كثافة الطاقة التي من شأنها أن توفر مساراً قابلاً للتطبيق لخلايا أيون الصوديوم لتكلف نصف تكلفة «فوسفات الحديد والليثيوم» اليوم.

يعد «فوسفات الحديد والليثيوم»، أو LFP، الكيمياء الأكثر شيوعاً لبطاريات الليثيوم أيون في الوقت الحالي، وهو المفضل بشكل متزايد من قبل صانعي السيارات لتكلفته المنخفضة والتحسينات الكبيرة في كثافة الطاقة على مدى العقد الماضي. يتمثل التحدي الرئيس لخلايا أيون الصوديوم في انخفاض كثافة طاقتها - حيث يتعين على السيارات التي تحزم هذه الخلايا اليوم أن تستخدم بطاريات أثقل بنفس المقدار من سعة الكيلوواط/ ساعة. تستخدم الخلايا في السيارة الكهربائية Sehol E10X كاثودات الصوديوم والحديد والمنجنيز والنحاس ولها كثافة طاقة تبلغ 140 واط/ ساعة لكل كيلوجرام، يقل إلى 120 واط/ كجم على مستوى حزمة البطارية.

هذا أقل بنسبة 25% من حزم بطاريات LFP الحالية. من ناحية أخرى، تشمل المزايا الرئيسة لأيون الصوديوم توزيعاً أكثر تنوعاً من الناحية الجغرافية للمواد الخام. كما أنها غير قابلة للاشتعال وتعمل بشكل جيد في درجات الحرارة المنخفضة. إذا كانت بطاريات أيون الصوديوم يمكن أن تأخذ جزءاً صغيراً من سوق بطاريات «الليثيوم أيون»، فقد يساعد ذلك في التخفيف من مشكلات توريد الليثيوم وخفض أسعار البطاريات الإجمالية للمركبات الكهربائية.

بالطبع، هناك العديد من الافتراضات حول تكاليف المدخلات وما يتطلبه التوسع. بالإضافة إلى ذلك، في حين أن سعر الليثيوم كان متقلباً، إلا أنه يتجه نحو الانخفاض اعتباراً من الأشهر الأربعة الماضية. سيتعين على أيون الصوديوم أيضاً التنافس مع الأهداف المتحركة، حيث تتحسن بطاريات الليثيوم أيون على المدى الطويل.

بالإضافة إلى «هينا» و«كاتت»، تشمل شركات أيونات الصوديوم الناشئة الأخرى شركة «فاراديون» في المملكة المتحدة، والتي تمنح ترخيصاً للتكنولوجيا لشركة تصنيع البطاريات في المملكة المتحدة «امتي باور» AMTE Power، وألتريس السويدية، وتيامات الفرنسية وناترون، ومقرها الولايات المتحدة.قد تكون «هينا» أول من برز في عناوين الصحف هذا العام، لكن محللي بلومبيرج يتوقعون المزيد من الإعلانات في المستقبل.

يُشاع أن شركة فاراسيس الصينية لتصنيع البطاريات تعمل على بطاريات أيون الصوديوم لشركة «جيانجلينج موتورز الكتريك فيكل» Jiangling Motors Electric Vehicle، وهي شركة معظمها مملوك لشركة صناعة السيارات الفرنسية رينو.

بينما يتوقع عالم السيارات أن يرى بعض السيارات تستخدم بطاريات أيونات الصوديوم، إلا أنها لا تزال أمامها بضع سنوات على الأقل للتوسع على نطاق كبير. مع النمو الكبير في الطلب على بطاريات السيارات الكهربائية، فإن أيون الصوديوم لديه القدرة على استكمال خلايا أيونات الليثيوم والمساعدة في سد الثغرات بالسوق العالمية.

يايوي سيكاين*

*صحفية لدى بلومبيرج متخصصة في تخزين الطاقة.

ينشر بترتيب خاص مع خدمة «واشنطن بوست لايسينج آند سينديكيشن»