Bateria de sódio (sodium) sem lítio sai do laboratório e entra em produção nos EUA

• A Natron Energy, pioneira em bateria de íon sódio, estava se preparando há dois anos para produzir em larga escala baterias de sódio de fabricação especial
• O cronograma lançado em 2023 atrasou um pouco, mas a empresa não ficou significativamente para trás em termos de produção em grande volume
• Nesta semana, iniciou oficialmente a produção de baterias de sódio de carga rápida sem lítio e de longa duração, lançando no mercado uma alternativa nova e interessante no setor de armazenamento de energia
• Sódio (sodium, em inglês) ou natrium (em alemão), com símbolo Na e número atômico 11; na Coreia do Sul, a Sociedade de Química da Coreia definiu o termo acadêmico preferencial como sódio, embora natrium também seja usado

Vantagens das baterias de íon sódio em relação ao lítio

• Sódio é 500 a 1000 vezes mais abundante na Terra do que lítio
• Não há necessidade de extração que degrada o planeta de forma similar à usada para lítio para obter sódio
• As baterias de íon sódio da Natron são produzidas apenas com materiais comerciais amplamente disponíveis, como alumínio, ferro e manganês
• A química de íon sódio da Natron pode ser fornecida por uma cadeia de suprimentos doméstica confiável, baseada nos EUA e sem distúrbios geopolíticos. O mesmo não pode ser dito dos materiais típicos de íon lítio, como cobalto e níquel

Por que a tecnologia de íon sódio está ganhando destaque

• Embora a densidade energética seja inferior à do íon lítio, o sódio é uma alternativa atraente para aplicações estacionárias como armazenamento de backup para datacenters e carregadores de EV, devido a características como carregamento e ciclagem mais rápidos, vida útil mais longa e operação mais segura e não inflamável
• A Natron foi fundada em 2013 e foi uma das pioneiras dessa onda de pesquisa e inovação em íon sódio
• Embora a maioria dos projetos de íon sódio fique em laboratório, a Natron já avançou para uma das primeiras operações de produção em escala significativa no mundo

Planos de produção e aplicação das baterias de íon sódio da Natron

• A empresa planeja aumentar a produção para até 600 megawatts por ano, e a planta servirá de modelo para instalações futuras em escala gigawatt
• Alvo inicial é centros de dados de IA, e a primeira entrega está programada para começar em junho
• A empresa pretende expandir o foco para outros mercados de energia industrial, como recarga rápida de EVs e telecomunicações, no futuro

Opinião da GN⁺

• Embora a densidade energética seja menor que a das baterias de íon lítio, a maior taxa de carga e descarga e a longa vida útil apontam o potencial como alternativa atrativa para UPS e fontes de backup
• Com empresas chinesas como CATL liderando hoje o desenvolvimento da tecnologia de íon sódio, é encorajador ver os EUA dando esse passo de comercialização
• Ainda assim, por conta da questão da densidade energética, a tecnologia tende a ficar restrita por algum tempo ao armazenamento estacionário, e parecem ser necessários avanços técnicos adicionais para aplicações móveis como EV
• Os pontos fortes parecem ser justamente evitar riscos geopolíticos e questões ambientais ligadas à mineração de lítio, além de viabilizar uma cadeia de suprimentos nacional nos EUA
• Como os principais fabricantes de EV e baterias, como a Tesla, ainda apostam fortemente no lítio, a expansão de mercado pode levar algum tempo, mas o sódio tende a se firmar como uma alternativa forte

[xguru]

Recentemente, por causa do jogo de tabuleiro sobre lítio Salton Sea, eu pesquisei um pouco sobre lítio, e disseram que o lugar com mais lítio no planeta é o mar. Com o sódio provavelmente será igual.
A bateria de íons de sódio também é interessante.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Há uma explosão cambriana acontecendo no campo da química de baterias. A From Energy está planejando produzir baterias Iron Air muito mais baratas do que as de íon de lítio, enquanto a North Harbour Clean Energy tem planos para produzir baterias Vanadium Flow com vida útil longa e armazenamento de longa duração.
• As baterias de íon de sódio têm menor densidade energética que as de íon de lítio, mas podem ser usadas em dispositivos móveis e em veículos elétricos.
• Pela experiência de usuários iniciais de EV, mesmo uma autonomia menor já foi suficiente para o dia a dia. Com íon de sódio, algo em torno de 100~200 milhas também parece possível, e se for barato e durar muito sem trocar, pode ser bastante atraente para muita gente.
• O sódio é comum e barato, então é ideal para armazenamento de baterias em escala de rede. Percebe-se que não é preciso ter tanta capacidade quanto o íon de lítio para todas as aplicações.
• Todo ano surgem novas tecnologias 2~5 vezes mais eficientes que o íon de lítio, mas poucas chegam até a produção; dessa vez, a expectativa é grande.
• O fundador da Natron, Colin, vem trabalhando por anos com base na pesquisa de doutorado da Stanford feita há 10 anos e conseguiu levar isso até a produção. É uma conquista muito rara, merecedora de aplausos.
• A densidade energética da bateria da Natron é baixa, cerca de 70Wh/kg, mas adequada para aplicações fixas. As baterias de íon de sódio da CATL já passam de 160Wh/kg e também estão em desenvolvimento para uso em veículos elétricos.
• A vantagem de ser possível adquirir via uma cadeia de suprimentos baseada nos EUA sem atrito geopolítico é grande. Mas fazer com que os EUA tenham monopólio não é algo desejável globalmente.
• Baterias de escala de rede feitas de água salgada e terra também têm baixa densidade energética, mas são promissoras por serem baratas e não precisarem de portabilidade.
• O sódio é abundante nas jazidas e não precisa de mineração, então pode se tornar uma inovação com boa competitividade de preço.
• O fato de poder zerar a dependência da China também é uma grande vantagem.