Lityum-iyon bataryalara alternatif olarak geliştirilen sodyum-iyon teknolojisi önemli bir güvenlik testini geride bıraktı. ABD merkezli UNIGRID tarafından geliştirilen sodyum krom oksit (NCO) hücreler, Hyundai Motor Group’un teknik değerlendirme programındaki zorlu güvenlik testlerini yangın çıkarmadan ve termal yayılım oluşturmadan tamamladı. Hücreler ayrıca -20°C ile 60°C arasındaki sıcaklıklarda çalışmayı sürdürürken uzun süreli çevrim testlerinde düşük kapasite kaybı gösterdi.
UNIGRID’in NCO hücreleri -20°C ile 60°C aralığında çalıştı
UNIGRID ile Hyundai Motor Group arasındaki çalışma 2025 yılında ZER01NE Accelerator programı kapsamında başladı. Programın odağında, yüksek güvenlik gerektiren batarya enerji depolama sistemlerinde kullanılabilecek yanmaz batarya teknolojileri vardı. UNIGRID’in sodyum krom oksit kimyasına sahip hücreleri yapılan değerlendirmelerin ardından ileri seviye test sürecine alındı.
Güvenlik testlerinde hücrelerde yangın çıkmadı ve termal yayılım yaşanmadı. Batarya sistemlerinde termal yayılım, bir hücrede başlayan aşırı ısınma veya yangının çevredeki diğer hücrelere aktarılmasıyla çok daha büyük bir olaya dönüşebiliyor.
Özellikle yüzlerce veya binlerce hücrenin aynı sistem içinde kullanıldığı enerji depolama tesislerinde bu durum temel güvenlik riskleri arasında yer alıyor.
UNIGRID’in hücreleri çevrim ömrü testlerinden de geçirildi. Testler yüzde 100 deşarj derinliğinde, yani hücrenin kullanılabilir kapasitesinin tamamının kullanıldığı koşullarda gerçekleştirildi.
Sürekli şarj ve deşarj çevrimleri boyunca kapasite kaybı düşük seviyede kaldı. Şirket test sonuçlarında kapasite kaybının kesin yüzdesini veya toplam çevrim sayısını açıklamadı.
Sıcaklık testlerinde ise hücrelerin -20°C ile 60°C arasında çalışabildiği doğrulandı. Bataryaların hem sıfırın altındaki sıcaklıklarda hem de yüksek sıcaklık koşullarında kullanılabilmesi, sabit enerji depolama sistemleri açısından önemli teknik kriterlerden biri.
Hyundai’nin değerlendirmesi belirli test koşullarındaki teknoloji doğrulamasını kapsıyor, farklı kullanım senaryolarındaki uzun dönem performans için saha testleri ve gerçek kullanım verileri gerekiyor.
UNIGRID’in kullandığı sodyum krom oksit kimyası, günümüzde telefonlardan elektrikli otomobillere kadar çok geniş bir alanda kullanılan lityum-iyon hücrelerden temel malzeme yapısıyla ayrılıyor.
Lityum-iyon bataryalarda lityum iyonları pozitif elektrot ile negatif elektrot arasında hareket ederken sodyum-iyon hücrelerde aynı görevi sodyum iyonları üstleniyor.
Sodyum-iyon ve lityum-iyon bataryalar uzun süredir araştırılıyor ancak lityum-iyon teknolojisi daha yüksek enerji yoğunluğu sayesinde tüketici elektroniği ve elektrikli araçlarda baskın hale geldi.
Aynı hacim veya ağırlık içinde daha fazla enerji depolanabilmesi özellikle telefon, dizüstü bilgisayar ve otomobil gibi alanlarda büyük avantaj sağlıyor.
Sodyumun önemli avantajlarından biri ise ham madde tarafında ortaya çıkıyor. Sodyum doğada lityuma kıyasla çok daha bol bulunuyor ve çok daha geniş bir coğrafyada erişilebiliyor.
Kullanılan temel ham maddelerin maliyeti de daha düşük olabiliyor. Buna karşın mevcut üretim ölçeğinde tamamlanmış bir sodyum-iyon bataryanın toplam maliyeti henüz lityum-iyon bataryalardan düşük değil.
Enerji yoğunluğu da sodyum-iyon teknolojisinin önündeki temel teknik konulardan biri olmaya devam ediyor. Bu nedenle güncel sodyum-iyon hücreler, ağırlık ve hacmin kritik olduğu telefon ve tabletlerden çok şebeke ölçeğindeki enerji depolama sistemlerinde kullanılmaya daha uygun. Sabit depolamada bataryanın kapladığı alan, taşınabilir elektronik cihazlara veya elektrikli otomobillere kıyasla daha düşük öneme sahip.
Sodyum-iyon teknolojisinin ticarileşmesi yalnızca UNIGRID ile sınırlı değil. Dünyanın en büyük batarya üreticilerinden CATL de sodyum-iyon üretimini endüstriyel ölçeğe taşıdı.
Şirketin sodyum-iyon üretim hatları devreye alındı ve enerji depolama tarafındaki ilk teslimatlar Çin’de Eylül 2026’da başlayacak. CATL, 2026 sonuna kadar enerji depolama sistemlerinde toplam 1 GWh sodyum-iyon sevkiyatına ulaşacak.
CATL ayrıca CHANGAN ile sodyum-iyon bataryalı seri üretim bir binek otomobil geliştirdi. Şirket enerji depolama tarafında da HyperStrong ile üç yıllık toplam 60 GWh kapasiteli sodyum-iyon batarya tedarik anlaşması imzaladı. Böylece sodyum-iyon teknolojisi hem elektrikli araçlarda hem de büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinde ticari uygulamalara girmeye başladı.
Sodyum-iyon hücrelerde tek bir kimyasal yapı kullanılmıyor. UNIGRID sodyum krom oksit tabanlı NCO teknolojisini kullanırken sektörde Prussian white gibi farklı katot malzemeleri üzerinde de çalışılıyor.
Prussian white düşük maliyet, üretim kolaylığı ve yüksek teorik kapasite gibi özelliklere sahip ancak enerji yoğunluğu, nem hassasiyeti, yapısal kusurlar ve uzun dönem çevrim performansı üzerinde çalışmalar devam ediyor.
Batarya araştırmalarındaki bir diğer alan sabit anot malzemesinin tamamen kaldırıldığı anot içermeyen tasarımlar. Sodyum-iyon teknolojisinde katot, anot, elektrolit ve hücre yapısındaki farklı kombinasyonlar enerji yoğunluğu, çevrim ömrü, güvenlik ve üretim maliyeti üzerinde doğrudan etkili oluyor.
Sabit enerji depolama sistemlerinin büyümesi ve yapay zeka veri merkezlerinin elektrik talebindeki artış da yeni batarya kimyalarına yönelik çalışmaları hızlandırıyor.
Ticari ölçekte daha geniş kullanım için enerji yoğunluğunun artırılması, hücre malzemelerinin geliştirilmesi, test yöntemlerinin standartlaştırılması ve uzun dönem gerçek kullanım verilerinin oluşması gerekiyor.
UNIGRID CEO’su Darren H. S. Tan, Hyundai ile tamamlanan doğrulama sürecinde şirketin NCO kimyasının güvenlik ve uzun ömür tarafındaki performansının test edildiğini belirtti.
Hyundai Motor Group Green Factory Development Team Kıdemli Müdürü Jongguk Bae de hücrelerin grubun güvenlik ve performans kriterlerinden geçtiğini açıkladı.
