استفاده چینی‌ها از زغال‌سنگ برای تولید باطری‌های جدید سدیم یون

معماری باتری‌های سدیم یون خودرویی وارد فاز تازه‌ای از مهندسی مواد اولیه شده است. هدف از این گذار فنی، دستیابی به استقلال کامل از زنجیره‌های تأمین متزلزل لیتیوم در خارج از چین است. در حال حاضر، استقرار اولیه این تکنولوژی در خودروهای اقتصادی و شبکه‌های ذخیره‌سازی محلی آغاز شده است. به دلیل ابعاد بزرگ‌تر یون‌های سدیم، الکترودهای گرافیتی مرسوم نمی‌توانند پایداری خود را در چرخه‌های شارژ سریع حفظ کنند؛ بنابراین سلول‌ها نیازمند یک الکترود منفی تخصصی از جنس کربن سخت هستند تا مسیرهای انتقال بدون تخریب ساختاری فراهم شود. این محدودیت سخت‌افزاری، تولیدکنندگان بزرگ را مجبور کرده است تا فرایندهای شیمیایی و تأمین مواد اولیه خود را کاملاً بازنگری کنند.

در ابتدا، تولید کربن سخت بر پایه مواد زیستی مانند پوسته زغال‌شده نارگیل در آسیای جنوب شرقی استوار بود. این مسیر شیمیایی به دلیل تمرکز منابع در خارج از چین، ریسک بالایی داشت. برآورد منابع داخلی نشان می‌دهد که ذخایر محلی نارگیل تنها پاسخگوی حداکثر ۶.۳ گیگاوات‌ساعت تولید در سال است. این محدودیت منابع با پیش‌بینی‌های صنعت خودرو در تضاد کامل است زیرا تقاضای بازار سلول‌های سدیم تا سال ۲۰۲۷ از مرز ۱۰۰ گیگاوات‌ساعت عبور خواهد کرد. درنتیجه، تکیه بر کشاورزی مناطق گرمسیری خارجی، یک گلوگاه تأمین مواد اولیه ایجاد کرده که می‌تواند خطوط تولید انبوه خودرو را با خطر توقف مواجه کند.

برای حذف این وابستگی، شرکت‌های داخلی تولیدکننده مواد، خطوط تولید خود را به سمت ورودی‌های فسیلی تغییر داده‌اند. شرکت‌های بزرگ شیمیایی اکنون از زغال‌سنگ برای سنتز شبکه‌های کربنی غیرگرافیتی با خلوص بالا استفاده می‌کنند. این چرخش مهندسی، زیربنای بخش‌های حمل‌ونقل الکتریکی ارزان‌قیمتی است که به‌تازگی تولید انبوه آن‌ها در زیرساخت‌های تخصصی داخلی آغاز شده است. استفاده از زغال‌سنگ بجای پوست نارگیل همچنین باعث افزایش بازدهی تولید هم خواهد شد زیرا تبدیل ضایعات کشاورزی نارگیل به کربن با گرید باتری تنها ۲.۵ درصد از جرم اولیه را بازدهی می‌دهد درحالی‌که پردازش دمای بالای زغال‌سنگ، بازدهی تولید ۴۵ درصدی را ارائه کرده و زنجیره تأمین مستقلی را فراهم می‌کند.

این تغییر در شیوهٔ تولید همچنین باعث کاهش قیمت و هزینه‌های ساخت هم خواهد شد. هزینه آندهای کربن سخت به زیر ۳۰ هزار یوان (۴,۴۰۰ دلار) در هر تن رسیده که در تاریخ بی‌سابقه است درحالی‌که هدف نهایی قیمت‌گذاری، زیر ۲۰ هزار یوان (۲,۹۵۰ دلار) در هر تن است تا دوام طولانی‌مدت در بازار تضمین شود. این زیرساخت تولیدی در حال گسترش، ناوگان‌های نسل جدید خودروها را با پکیج‌های باتری تولیدشده از زغال‌سنگ داخلی به شکلی ایمن به حرکت درمی‌آورد.