Новата натриум-јонска батериска хемија се наметнува како катоден материјал кој може да испорача иста густина на енергија како и денешните литиум-јонски батерии, но без негативни влијанија по животната средина
Во исто време, загриженоста за долгорочна достапност ќе се намали и трошоците значително ќе се намалат.
Оваа технологија се тестира на Технолошкиот универзитет Шалмерс во Гетеборг, и користи нов вид графен за складирање на еден од најобилните и најевтини јони – натриумскиот. Бидејќи тоа е главната состојка на морската вода и зачинот кој се посипува секојдневно на јадењата, што исто така не е скапо, потребата за еколошки несоодветни ретки метали ќе биде значително намалена.
Долго време пред литиум-јонските батерии да станат „мејнстрим“, и многу пред да се појават како решение за електричните автомобили (проблематична одржливост), се барала алтернатива на оловно-киселинската технологија, која се користела од 19 век. Оловните батерии се ограничени со нивната релативно мала енергетска густина, што ја исклучува нивната примена за модерните електрични автомобили. До крајот на 1970-тите, овој тип на батерии бил во голема мера отфрлен од производителите на автомобили, кои започнале да ги истражуваат можностите во областа на високо-енергетски батерии.
Едно од решенијата доаѓа во форма на натриум сулфур, кој бил тестиран од BMW во доцните 1980 -ти. Овие батерии, развиени од Asea Brown Boveri, биле тестирани во Серија 3, за на крајот да достигнат капацитет од 22 kWh. Охрабрен од нивниот потенцијал, BMW го развил лесниот Е1 со пластична каросерија, а батеријата од 200 килограми давала автономија од 320 километри. Потоа, во 1993 година, Баварците се префрлиле на натриум-никел хлорид односно „Зебра“ батерија за Е2, за да подоцна никел-кадмиум батеријата повторно да се најде во Серија 3. На крајот, Mini E е проект кој ja искористил литиум-јонскатa батерија од 35 kWh.
Како и литиум-јонските ќелии, анодите во натриум-јонските батерии се базирани на графит. Во двата вида батерии, јоните се интеркалирани со графитот, што значи дека се имплементирани во неговата структура, која се состои од наредени слоеви на графен. Натриумските јони се поголеми од литиумските јони и не можат ефикасно да се складираат во графитна структура. Како резултат на тоа, натриум-јонските батерии досега не можеа да парираат на 10 пати поголемиот капацитет на литиум-јонски еквиваленти.
За да го поправат ова, научниците додале молекуларен дистанцер на секоја страна од графенскиот слој, за да создадат дополнителен простор меѓу нив. Овој дополнителен простор им овозможува на натриумовите јони полесно да се движат и да излезат од графитната структура, што пак на батеријата и обезбедува многу поголем капацитет. Слоевите на графен обично се идентични од двете страни по прашање на хемијата, така што научниците оваа верзија ја нарекле „Јанус“, по римското божество со две лица, бог на сите нови почетоци.
Истражувањето е се уште во рана фаза, така што ова решение е се уште далеку од масовна сериска примена, но технологијата се покажала како целосно реверзибилна (што е основната способност на батеријата за целосно полнење и празнење), а исто така покажува и висока ниво на циклична стабилност, што значи дека може да се полни и испразни стотици пати без да се загубат перформансите.
Извор: Додај Гас