Klimaat & energie › Solid-state batterijen & energieopslag
Natrium-batterij hoeft niet gekoeld te worden en haalt 97,9% rendement
Twee Amerikaanse bedrijven brengen een natrium-ionbatterij op de markt die tijdens het opladen warmte juist opneemt in plaats van afgeeft. Daardoor is dure mechanische koeling overbodig, wat batterijopslag op het stroomnet goedkoper en veiliger moet maken.
Grote batterijparken die stroom bufferen voor het elektriciteitsnet hebben één hardnekkig probleem: ze worden warm. Bij de gangbare lithium-ionbatterijen moet die warmte er met forse airconditioning weer uit worden gepompt, anders dreigt oververhitting of zelfs brand. Dat kost energie en geld. De Amerikaanse bedrijven Syntropic Power en UNIGRID Inc. denken dat het anders kan, met een natrium-ionbatterij die zichzelf koel houdt.
Warmte die wordt opgenomen in plaats van afgegeven
De twee bedrijven kondigden een samenwerking aan om UNIGRID's batterijtechnologie op grote schaal te gaan verkopen in Noord-Amerika. Het doel: in 2027 samen 1 gigawattuur aan opslagcapaciteit installeren, genoeg om tienduizenden huishoudens enkele uren van stroom te voorzien. De cellen zijn getest door het onafhankelijke, ISO-geaccrediteerde testcentrum van het Rochester Institute of Technology (RIT). Daaruit bleek iets ongewoons: tijdens het opladen neemt de chemische reactie in de batterij juist warmte op, in plaats van die af te geven. Samen met een rendement van 97,9 procent bij een volledige laad- en ontlaadcyclus blijft de batterij daardoor vanzelf koel, zonder actief koelsysteem.
Chroom in plaats van nikkel of ijzer
Het geheim zit in de samenstelling van de kathode, het onderdeel van de batterij waar de lading tijdens het ontladen naartoe stroomt. UNIGRID gebruikt een verbinding van natrium, chroom en zuurstof (NaCrO2), terwijl andere natrium-ionbatterijen doorgaans nikkel, ijzer of mangaan gebruiken. Natrium-ionbatterijen zijn zelf nog een relatief jonge technologie: lithium-ion bestaat al sinds de jaren negentig, terwijl het eerste natrium-ionsysteem pas in 2019 in China werd geïnstalleerd. In 2025 had natrium-ion nog geen procent van de wereldwijde batterijproductie in handen. Toch is het interessant voor energiebedrijven, omdat natrium en chroom overal ter wereld ruim voorradig zijn. Dat maakt fabrikanten minder afhankelijk van lithium en kobalt, grondstoffen waarvan de prijs kan schommelen door geopolitieke spanningen.
Duizend keer op en neer zonder capaciteitsverlies
De geteste cellen, met een capaciteit van 210 ampère-uur, hielden na duizend volledige laad- en ontlaadcycli nog meer dan 99 procent van hun oorspronkelijke capaciteit over. Dat lange cyclusleven in combinatie met de warmtebestendigheid maakt de cellen geschikt voor zware inzet. De cellen hebben inmiddels de veiligheids- en transportcertificeringen die nodig zijn om ze commercieel te verschepen. Syntropic Power heeft de eerste lading binnen en gaat de techniek gebruiken in twee producten: Tenet, een wandmontage-systeem voor woningen en kleinschalige bedrijven, en GridSpan, een modulair batterijopslagsysteem voor grootschalige toepassingen dat stroom kan leveren van twintig minuten tot twintig uur achter elkaar. Volgens Matt Huber, technisch directeur van Syntropic Power, biedt de NCO-chemie de combinatie van rendement, vermogen en warmtegedrag die nodig is om een platform zonder actieve koeling te laten werken. Nu de AI-datacenters en extreme hitte het stroomnet zwaarder belasten, groeit de vraag naar opslag die niet zelf een deel van het probleem wordt.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als batterijopslag zonder actieve koeling betrouwbaar blijkt, kunnen energiebedrijven grote accuparken goedkoper en veiliger bouwen, juist nu stroomnetten door AI-datacenters en hittegolven zwaarder worden belast. Doordat de technologie leunt op overvloedige grondstoffen als natrium en chroom, vermindert het ook de afhankelijkheid van schaarse lithium en kobalt. Slaagt de opschaling naar een volledige gigawattuur in 2027, dan is dat een signaal dat natrium-ion een serieus alternatief wordt naast lithium-ion.
- Natrium-ionbatterij
- Een oplaadbare batterij die, net als lithium-ion, energie opslaat door ionen tussen elektroden te verplaatsen, maar dan met natrium in plaats van lithium.
- Kathodechemie
- De precieze chemische samenstelling van de kathode, het batterijonderdeel dat sterk bepaalt hoeveel energie een cel kan opslaan en hoe stabiel die is.
- Endotherme reactie
- Een chemische reactie die warmte uit de omgeving opneemt in plaats van afgeeft, waardoor een systeem juist afkoelt tijdens het proces.
- Round-trip efficiëntie
- Het percentage energie dat overblijft na een volledige laad- en ontlaadcyclus; hoe hoger, hoe minder energie verloren gaat als warmte.
- Cyclusleven
- Het aantal keer dat een batterij volledig op- en ontladen kan worden voordat de capaciteit merkbaar afneemt.
- Gigawattuur
- Een eenheid van energie gelijk aan een miljard wattuur, gebruikt om de opslagcapaciteit van grote batterijparken uit te drukken.
- Virtual power plant
- Een netwerk van kleinschalige batterijen of energiebronnen die via software worden aangestuurd alsof het één grote energiecentrale is.
- Mechanische koeling
- Actieve koelsystemen, zoals airconditioning, die warmte uit apparatuur afvoeren om oververhitting te voorkomen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
