Přestože slibují nižší náklady a vyšší škálovatelnost, sodíko-iontové baterie čelí mnoha překážkám, které brání jejich masovému nasazení před rokem 2026.
Sodíko-iontové baterie se v posledních letech staly symbolem naděje na levnější a ekologičtější alternativu k dnes dominantním lithium-iontovým článkům. Sodík je totiž nejen několikanásobně levnější, ale i výrazně dostupnější než lithium. Když v roce 2021 představila společnost CATL svou první generaci sodíkových baterií, mnozí očekávali rychlý nástup této technologie na globální trh.
Realita je však složitější. Ačkoliv teoretické výhody sodíku jsou nezpochybnitelné, přechod od prototypů k masové výrobě je plný technických a logistických výzev. A právě ty brání tomu, aby se sodíkové články už dnes dostávaly ve velkém do elektromobilů nebo stacionárních úložišť.
Sodíkové články fungují na podobném principu jako lithium-iontové – během nabíjení a vybíjení dochází k pohybu iontů mezi katodou a anodou. Klíčový rozdíl je však v tom, že zatímco lithium je v elektrochemickém systému mimořádně stabilní a efektivní, sodík se chová zcela odlišně. A to mění celé chování článku – od napětí přes životnost až po bezpečnost.
Chemické rozdíly připomínají rozdíl mezi hemoglobinem a chlorofylem: přestože mají podobnou strukturu, jejich funkce je zcela jiná. Výsledkem je, že články se sodíkem nejsou jen kopií lithium-iontových článků s jiným prvkem – musí být vyvinuty téměř od základů. To výrazně ztěžuje jejich rychlé nasazení do sériové výroby.
Navíc ani materiálová jednoduchost není tak růžová, jak se na první pohled zdá. Sodíkové články, například ty od společnosti Faradion, často obsahují značné množství niklu – tedy kovu, který je vzácnější než lithium a rovněž představuje úzké hrdlo pro masové rozšíření.
Zatímco britská společnost Faradion vsadila na vrstvené oxidové katody s vysokým podílem niklu a dosahuje energetické hustoty srovnatelné s LFP články Tesly (okolo 160–170 Wh/kg), čínský gigant CATL se vydal jinou cestou. Jejich chemie je založena na tzv. analogii pruské modři, což jsou katody využívající hlavně železo a mangan – tedy prvky dostupné a levné.
CATL plánuje dodávat články s energetickou hustotou kolem 160 Wh/kg, ale hlavní výhodou má být extrémní škálovatelnost a nízké náklady. Očekává se, že jejich články by mohly stát jen 77 dolarů za kWh, což je pod úrovní dnešních LFP baterií. Na druhou stranu tyto články budou mít nižší objemovou hustotu a tím i kratší dojezd, což je nevýhoda zejména v elektromobilech.
Faradion a jeho indický vlastník Reliance Industries se soustředí primárně na lokální využití v Indii, zejména v oblasti zálohování solární energie. Cíl vybudovat do roku 2026 výrobní kapacitu 20 GWh je ambiciózní, ale i kdyby se naplnil, půjde jen o zlomek světové poptávky.
Litium-iontové baterie mají za sebou 30 let vývoje a průmyslového zrání. Jejich výrobní ekosystém je obrovský, sofistikovaný a neustále se rozšiřuje. Oproti tomu sodíkové články jsou stále v plenkách – chybí infrastruktura, zkušenosti, i kvalifikovaná pracovní síla.
Výroba sodíko-iontových článků přináší navíc nové výzvy: katody jsou například citlivější na vlhkost, používají se jiné materiály než grafit pro anody (např. tvrdý uhlík), a výrobní procesy často vyžadují úplně nové technologie. To vše prodlužuje dobu potřebnou k rozjetí výroby ve velkém měřítku.
Problémem je i absence dodavatelských řetězců. CATL sice plánuje vytvoření základního ekosystému, ale i v tom nejlepším scénáři nebude možné vyrábět desítky GWh před rokem 2025. A i kdyby se to podařilo, nepokryje to více než několik málo procent celosvětové poptávky.
Jedním z hlavních využití sodíkových baterií v blízké budoucnosti bude ukládání energie v síťových úložištích. Pro tento účel nejsou klíčové kompaktní rozměry nebo nízká hmotnost, ale spíše nízká cena, dlouhá životnost a dostupnost materiálů.
Sodíkové články na bázi analogií pruské modři mají podle všeho výborný cyklický výkon, dlouhou životnost a vysokou stabilitu. To z nich dělá ideální volbu pro solární farmy nebo jiné velké aplikace, kde se cena přepočítává na počet cyklů, ne na kilogram nebo litr.
Automobilový průmysl zatím zůstává doménou lithium-iontových baterií. Tam bude i nadále hrát roli jak energetická hustota, tak výkonnost a bezpečnost. I proto zatím žádný velký výrobce vozidel – včetně Tesly – neoznámil konkrétní plány na přechod na sodíkové články, byť Drew Baglino z Tesly připustil jejich možný budoucí význam pro energetická úložiště.
Ačkoliv se o sodíkových bateriích hovoří jako o přelomové technologii, ve velkém je pravděpodobně neuvidíme dříve než v roce 2025. Důvodem je nejen technická nezralost, ale i zcela chybějící dodavatelské řetězce. Každý článek, každá továrna i každá materiálová linka musí být vybudována od nuly.
Dokonce i optimistické scénáře počítají s tím, že do roku 2025 dosáhnou sodíkové baterie produkce maximálně 100 GWh, což by představovalo kolem 10 % celkové výroby baterií. Realističtější odhady, například od analytiků společnosti Wood Mackenzie, mluví o pouhých 20 GWh do roku 2030.
Přesto se může jednat o důležitý doplněk k lithium-iontovým článkům. Vzhledem k obrovskému růstu poptávky po bateriích bude nutné využít každou chemii, která dává ekonomický smysl – a sodík má rozhodně potenciál stát se významnou součástí tohoto mixu.
Sodíko-iontové baterie mají obrovský potenciál díky levným a dostupným surovinám, ale technologické a logistické výzvy zatím brání jejich masovému rozšíření. Zatímco lithium-iontové články zůstávají dominantní technologií, sodíkové články si hledají své místo především v oblasti stacionárního ukládání energie. Sledujte video Ondřeje Bačiny ZDE nebo ZDE, kde najdete další detaily a technické souvislosti tohoto fascinujícího tématu.
