Van belofte naar grootschalige toepassing: in 2026 lijkt de alom aanwezige lithium-ionbatterij voor het eerst serieuze concurrentie te krijgen van de natrium-ionbatterij.
In een artikel van de MIT Technology Review over tien doorbraaktechnologieën voor 2026 kreeg de natrium-ion begin deze maand een prominente vermelding. Dat lijkt niet overdreven, want eind vorige week meldde CATL, de grootste batterijfabrikant voor elektrische voertuigen ter wereld, in juli te starten met de massaproductie van een natrium-ionbatterij.
Aan natrium-ionbatterijen wordt al jaren hard gewerkt, omdat er veel potentiële voordelen zijn. Change Inc. bespreekt de belangrijkste ontwikkelingen in zes vragen.
Wat zijn de sterke punten van de natrium-ionbatterij?
Natrium-ionbatterijen werken met dezelfde principes als de lithium-ionbatterij. Tussen twee polen, de anode en de kathode, verplaatsen zich lithium- dan wel natrium-ionen via een chemische stof (de elektrolyt). Daarbij komt elektriciteit vrij als de batterij ontlaadt, en wordt energie opgeslagen als de batterij laadt.
Het gebruik van natrium kent drie grote voordelen. Door de overvloedige aanwezigheid van zoutlagen op aarde kan natrium bijvoorbeeld relatief goedkoop worden gewonnen. De kosten worden geschat op ongeveer 5 dollarcent per kilo, tegenover 15 dollar per kilo voor lithium.
De ruime aanwezigheid van natrium in verschillende delen van de wereld betekent ook dat er voor de winning geen afhankelijkheid is van een beperkt aantal grondstofleveranciers, zoals bij lithium wel het geval is. Dit is onder meer voor Europa strategisch aantrekkelijk.
Op de derde plaats zijn natrium-ionbatterijen inherent veiliger dan de lithium-ionvariant en werken ze bovendien bij lage temperaturen van minus 20 graden Celsius nog steeds goed.
Waardoor wordt grootschalige toepassing geremd?
De grootste zwakte van natrium-ionbatterijen tot nog toe is de lagere energiedichtheid. De dominantie van lithium-ionbatterijen is gestoeld op het feit dat dit type batterij op een relatief klein oppervlak veel energie kan opslaan, wat voor tal van toepassingen aantrekkelijk is, waaronder elektrisch rijden.
De ontwikkeling van natrium-ionbatterijen is echter zo sterk verbeterd dat de energiedichtheid nog maar beperkt achterloopt op die van lithium-ion. Zo hebben veel natrium-ionbatterijen inmiddels een dichtheid tussen de 120 en 160 wattuur per kilogram bereikt. Dat is vergelijkbaar met lithiumbatterijen die een relatief lage energiedichtheid hebben, maar zit nog wel onder het topsegment van de lithium-ionbatterijen, met een energiedichtheid van 250 wattuur per kilogram.
Voor welke toepassingen kunnen we natrium-ionbatterijen verwachten?
Op korte termijn doen natrium-ionbatterijen hun intrede in twee belangrijke markten: elektrisch vervoer en batterij-opslag ter ondersteuning van de balans van elektriciteitsnetten.
De Chinese batterijgigant CATL maakte afgelopen week bekend een natrium-ionbatterij op de markt te brengen voor lichte elektrische voertuigen, waarvoor de massaproductie in juli dit jaar wordt opgestart. Het gaat om een batterij die volgens CATL specifiek goed presteert onder koude condities tot minus 30 graden Celsius. De energiedichtheid is 175 wattuur per kilogram en de batterij heeft een capaciteit van 45 kilowattuur.
Op het gebied van energieopslag is onder meer het bedrijf Peak Energy actief met grote installaties met natrium-ionbatterijen. Daar is veel vraag naar vanwege de behoefte om schommelingen in het aanbod van hernieuwbare energie uit zon en wind op te vangen. Peak Energy sloot afgelopen november een grote overeenkomst met energiebedrijf Jupiter Power voor de levering van bijna 5 gigawattuur aan opslagcapaciteit tussen 2027 en 2030.
Hoe groot is de potentiële markt?
De markt voor lithium-ionbatterijen blijft de komende tien jaar naar verwachting flink groeien, maar krijgt wel concurrentie van natrium-ion als kleine broer. Volgens onderzoeksbureau Research and Markets kan de markt voor natrium-ionbatterijen de komende tien jaar van vrijwel nul naar een omvang van rum 30 miljard dollar op jaarbasis groeien.
Ter vergelijking: afgelopen jaar had de markt voor lithium-ionbatterijen wereldwijd een omvang van 134 miljard dollar. Dat kan volgens analisten doorgroeien naar 865 miljard dollar in 2034.
Fabriek voor natrium-ionbatterijen in China. | Credits: Getty Images
Hoe ver zijn de Chinezen met natrium-ionbatterijen?
Chinese bedrijven domineren de markt voor lithium-ionbatterijen en hebben ook fors ingezet op de ontwikkeling van natriumbatterijen. CATL js hierbij één van de belangrijkste spelers.
Ook BYD, de grootste Chinese fabrikant van elektrische auto’s, heeft eigen productiefaciliteiten opgezet voor natrium-ionbatterijen. Opvallend genoeg ligt de focus daarbij in eerste instantie niet op auto’s, maar op grootschalige opslagsystemen voor netwerkinfrastructuur.
Wat gebeurt er in Europa en Nederland?
Voor Europa bieden natrium-ionbatterijen kansen om de afhankelijkheid van China op de batterijmarkt te verkleinen. De winning van natrium kan in Europa plaatsvinden en diverse Europese partijen hebben zich op de natrium-iontechnologie gestort.
In Duitsland speelt het Fraunhofer onderzoeksinstituut een belangrijke rol met onder meer pilotprojecten voor opslagsystemen op basis van natrium-ionbatterijen. Verder maakte de Zweedse ontwikkelaar van natrium-ionbatterijen Altris afgelopen week bekend een strategische samenwerking te hebben gesloten met de Tsjechische batterijfabrikant Draslovka. Samen willen ze een Europese toeleveringsketen voor natrium-ionbatterijen opzetten.
Nederland zit ook niet stil. Zo heeft chemiebedrijf Nobian, dat onder meer in Twente en Groningen zout wint, samen met Exergy Storage, de Universiteit Twente en innovatieplatform ISPT het samenwerkingsverband Starbatch opgezet voor de ontwikkeling van natriumbatterijen.
