Pin natri (Sodium) không chứa lithium bước vào giai đoạn sản xuất tại Mỹ thay vì chỉ trong phòng thí nghiệm

• Natron Energy, một trong những công ty tiên phong về pin ion natri, đã chuẩn bị sản xuất hàng loạt pin natri đặc biệt trong hai năm qua
• Kế hoạch khởi động vào năm 2023 đã bị chậm hơn một chút, nhưng công ty không chậm trễ nhiều trong mục tiêu sản xuất pin đại trà
• Tuần này, Natron chính thức bắt đầu sản xuất pin natri nhanh, tuổi thọ cao và không chứa lithium, đưa ra một lựa chọn thay thế mới đáng chú ý cho lĩnh vực lưu trữ năng lượng
• Natri (Sodium, tiếng Anh) hay Natrium (tiếng Đức) có ký hiệu Na, số nguyên tử 11; tại Hàn Quốc, theo quy định của Hiệp hội Hóa học Hàn Quốc, thuật ngữ "natri" được ưu tiên nhưng "natrium" cũng được dùng

Lợi thế của pin ion natri so với lithium

• Natri phong phú gấp 500–1000 lần so với lithium trên trái đất
• Không cần khai thác gây phá hoại đất đai theo kiểu giống việc khai thác lithium để lấy natri
• Pin ion natri của Natron chỉ được chế tạo từ các vật liệu thương mại phổ biến và sẵn có như nhôm, sắt và mangan
• Hóa học ion natri của Natron có thể được cung ứng qua chuỗi cung ứng nội địa tại Mỹ dựa trên nền tảng đáng tin cậy, không gặp biến động địa chính trị; với cobalt và nickel - vật liệu thông dụng của lithium-ion - không thể nói như vậy

Lý do công nghệ ion natri thu hút chú ý

• Mặc dù mật độ năng lượng thấp hơn pin lithium-ion, nhưng nhờ chu kỳ nhanh hơn, tuổi thọ dài hơn, an toàn hơn và không cháy khi vận hành, pin natri trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng cố định, đặc biệt là trung tâm dữ liệu và lưu trữ dự phòng cho bộ sạc nhanh EV
• Natron được thành lập năm 2013 và là một trong những đơn vị tiên phong trong làn sóng mới của nghiên cứu và đổi mới ion natri
• Trong khi phần lớn thiết kế ion natri vẫn dừng ở phòng thí nghiệm, Natron đã chuyển thành một trong những vận hành sản xuất thương mại lớn đầu tiên trên thế giới

Kế hoạch sản xuất và ứng dụng pin ion natri của Natron

• Dự kiến mở rộng sản lượng lên tới 600 megawatt mỗi năm và sẽ làm mô hình cho các nhà máy quy mô gigawatt trong tương lai
• Các trung tâm dữ liệu AI là mục tiêu ban đầu; kế hoạch giao hàng đầu tiên dự kiến bắt đầu vào tháng 6
• Trong tương lai, công ty sẽ mở rộng tập trung sang các thị trường năng lượng công nghiệp khác như sạc nhanh EV và viễn thông

Ý kiến của GN⁺

• So với pin lithium-ion, mật độ năng lượng thấp hơn, nhưng nhờ tốc độ nạp/xả nhanh hơn và tuổi thọ dài hơn, pin natri tỏ ra là một lựa chọn thay thế hấp dẫn cho UPS hoặc nguồn dự phòng
• Hiện tại các doanh nghiệp Trung Quốc như CATL đang dẫn đầu phát triển công nghệ ion natri, nên việc Mỹ cũng bắt tay vào thương mại hóa là tín hiệu tích cực
• Tuy nhiên, do vấn đề mật độ năng lượng, trong một thời gian nhất định công nghệ này có vẻ sẽ giới hạn ở lưu trữ năng lượng cố định; để ứng dụng di động như EV, có vẻ cần thêm tiến bộ kỹ thuật nữa
• Điểm mạnh của công nghệ này là có thể tránh các rủi ro địa chính trị và vấn đề môi trường liên quan đến khai thác lithium, và khả năng thiết lập chuỗi cung ứng trong nước tại Mỹ
• Các hãng EV lớn như Tesla và các nhà sản xuất pin khác vẫn còn đặt cược toàn bộ vào lithium, nên việc mở rộng thị trường có thể mất thêm thời gian; tuy nhiên, ion natri cũng được dự đoán sẽ trở thành một ứng cử viên thay thế sáng giá

[xguru]

Gần đây vì trò chơi bàn liên quan đến lithium là “Salton Sea” nên mình đã tìm hiểu thêm về lithium một chút; hóa ra nơi có nhiều lithium nhất trên Trái Đất lại là đại dương. Có thể với sodium cũng như vậy.

Pin ion sodium cũng thật thú vị.

[GN⁺]

Ý kiến từ Hacker News

• Ngành hóa học pin đang chứng kiến một "cuộc bùng nổ kiểu Kỷ Cambri". From Energy đang chuẩn bị sản xuất pin Iron Air rẻ hơn nhiều so với lithium-ion, còn North Harbour Clean Energy đang dự định sản xuất pin Vanadium Flow có tuổi thọ cao và lưu trữ lâu dài.
• Pin natri-ion có mật độ năng lượng thấp hơn lithium-ion nhưng vẫn có thể được sử dụng cho thiết bị di động và xe điện.
• Theo kinh nghiệm của các người dùng EV ban đầu, quãng đường chạy dù ngắn vẫn đủ cho sinh hoạt hằng ngày. Với natri-ion, việc đạt khoảng 100~200 dặm cũng có thể khả thi; nếu chi phí thấp, sử dụng lâu mà không cần thay thế, nó sẽ rất hấp dẫn với nhiều người.
• Natri rất phổ biến và rẻ nên phù hợp cho lưu trữ pin quy mô lưới. Dường như người ta nhận ra không phải ứng dụng nào cũng cần dung lượng bằng lithium-ion.
• Năm nào cũng có công nghệ mới hiệu quả hơn lithium-ion từ 2~5 lần, nhưng hiếm khi thực sự đi tới sản xuất; lần này lại tạo được nhiều kỳ vọng.
• Colin, người sáng lập Natron, đã nỗ lực bền bỉ trên nền tảng nghiên cứu tiến sĩ ở Stanford từ 10 năm trước để đưa sản phẩm tới sản xuất. Đây là một thành tựu rất hiếm và đáng được khen ngợi.
• Mật độ năng lượng pin của Natron là khoảng 70Wh/kg, khá thấp, nhưng phù hợp cho các ứng dụng cố định. Pin natri-ion của CATL đã đã đạt trên 160Wh/kg và đang được phát triển cho xe điện.
• Điểm mạnh là có thể cung ứng thông qua chuỗi cung ứng tại Hoa Kỳ mà không bị gián đoạn địa chính trị. Tuy nhiên, việc trở thành độc quyền của Mỹ là không mong muốn trên phạm vi toàn cầu.
• Pin quy mô lưới làm từ nước muối và đất cũng có mật độ năng lượng thấp, nhưng chi phí rẻ và không cần tính di động nên vẫn đầy tiềm năng.
• Natri có trữ lượng phong phú và không cần khai thác mỏ, có thể trở thành công nghệ đổi mới có tính cạnh tranh về giá.
• Khả năng giảm về 0 phụ thuộc vào Trung Quốc cũng là một lợi thế đáng kể.