随着社会逐渐摆脱化石燃料，对电池的需求不断增加，而这种增长可能会导致流行电池必需元素锂和钴的短缺。
一种替代方案是钠离子电池，其主要使用食盐和林业生产的生物质作为原材料。目前，瑞典查尔姆斯理工大学的一组研究人员证明，这些钠离子电池对气候的影响与锂离子电池相当，而且不存在原材料耗尽的风险。
查尔姆斯理工大学环境系统分析副教授里卡德·阿维德森表示：“我们未来电池中使用的材料对于实现向可再生能源和无化石燃料汽车的过渡至关重要。”
根据欧盟委员会的《关键原材料法案》，随着欧盟各国向可再生能源系统和电动汽车转型，对关键电池原材料的需求预计将呈指数级增长。绿色转型还需要更多电池和其他新型无化石燃料技术的本地生产，以及稳定的原材料供应以满足需求。同时，由于原材料来源有限，此类生产面临着很高的供应中断风险。
Rickard Arvidsson 评论道：“锂离子电池正在成为全球主导技术，它们比化石燃料技术更有利于气候，尤其是在交通运输领域。但锂资源存在瓶颈。锂电池的生产速度无法与电动汽车相提并论，而且长期来看存在资源枯竭的风险。此外，锂和钴等关键电池材料主要分布在世界少数几个地方，这构成了供应风险。”
钠离子电池技术前景光明
在寻求下一代可持续能源存储方案的过程中，新型电池技术的开发正在迅速推进——这种方案最好具备长寿命、高能量密度和易于制造的特点。查尔姆斯理工大学的团队选择研究钠离子电池，这种电池的成分是钠——一种在普通氯化钠中非常常见的物质——而不是锂。在一项新的研究中，他们对这种电池进行了所谓的生命周期评估，考察了原材料开采和生产对环境和资源的总体影响。
“我们得出的结论是，钠离子电池在应对矿产资源稀缺性方面远优于锂离子电池，在气候影响方面也与锂离子电池相当，”Rickard Arvidsson 报告道。“根据不同的情景，钠离子电池的理论储电量为每千瓦时60至100千克二氧化碳当量，低于此前报道的此类钠离子电池的储电量。这显然是一项前景光明的技术。”该团队还确定了一些可以进一步减少气候影响的措施，例如开发更环保的电解质，因为这占了电池总体影响的很大一部分。
绿色能源需要储能
钠离子电池目前预计将用于电网中的固定式储能，随着不断发展，未来也可用于电动汽车。“储能是风能和太阳能扩张的先决条件。由于储能主要通过电池实现，那么问题在于这些电池将由什么制成？对锂和钴日益增长的需求可能会成为这一发展的障碍，”Rickard Arvidsson 解释道。
这项技术的主要优势在于用于制造钠离子电池的材料资源丰富，遍布世界各地。电池中的一个电极（阴极）以钠离子作为电荷载体，另一个电极（阳极）由硬碳制成，查尔姆斯理工大学团队研究的一个例子就是利用林业部门的生物质生产的。从制造工艺和地缘政治角度来看，钠离子电池也提供了一种替代方案，可以加速向无化石社会的过渡。“基于丰富原材料的电池可以降低地缘政治风险，并减少对特定地区的依赖，无论是对电池制造商还是国家而言，”Rickard Arvidsson 强调道。
这项研究对两种不同的钠离子电池进行了潜在的生命周期评估，计算了从原材料提取到电池生产全过程的环境和资源影响。研究的功能单元是1千瓦时的电池级理论储电量。两种电池都主要基于丰富的原材料。
负极由生物基硬碳或化石燃料制成，正极由所谓的“普鲁士白”（由钠、铁、碳和氮组成）制成。电解质含有钠盐。生产模型与未来的大规模生产相符。例如，实际的电池生产基于大规模锂离子电池生产。
测试了两种不同的电力组合，以及两种不同的分配方法——资源和排放分配。一种方法是将气候和资源影响按产量分配给副产品，另一种方法是将所有影响分配给主要产品（钠离子电池及其组件和材料）。
