Sodium‑luft brændselsceller bringer batteriflyvning tættere på virkeligheden

Forskere fra MIT og samarbejdende institutioner har udviklet en forsøgsvis natrium–luft-brændselscelle, som på længere sigt kan få betydning for elektrisk flyvning. Studiet i Joule beskriver laboratorieprototyper, ikke et fly drevet af teknologien. Den høje specifikke energi er interessant, men sikkerhed, opskalering og fremstilling af natriummetal skal stadig undersøges i et fuldt system.

Udfordringen ved batteridrevet flyvning

Vægten af energilageret begrænser både rækkevidde og nyttelast i fly. Litiumionbatterier kan drive mindre elektriske fly, men deres specifikke energi er vanskelig at forene med mere krævende regionale ruter. Metal–luft-celler bruger ilt fra omgivelserne og kan derfor i princippet levere mere energi pr. kilogram. Genopladelige varianter kæmper dog ofte med faste afladningsprodukter, der ophobes og forringer gentagen drift.

Sådan fungerer cellen

MIT-holdets konstruktion bruger flydende natriummetal som brændstof og befugtet luft på den modsatte side. En fast keramisk elektrolyt leder natriumioner, mens elektroner løber gennem det ydre kredsløb og leverer strøm. Natriumet bliver brugt op og skal fyldes på igen, mens reaktionsprodukterne fjernes. Cellen fungerer dermed som en brændselscelle og kan ikke blot oplades med et kabel som et lukket batteri.

Forskerne byggede to laboratorieprototyper, blandt andet en H-formet celle. Luftens fugtighed viste sig afgørende: den gør det lettere at fjerne afladningsprodukterne i flydende form. Dermed undgår konstruktionen noget af problemet med faste aflejringer i andre metal–luft-batterier.

Kilde: Joule

Hvad målingerne viser

Studiet angiver en beregnet specifik energi på cellestakniveau på 1.200 Wh/kg ved en strømtæthed på 80 mA/cm². Forskerne demonstrerede også kontinuerlig drift med forbrug af et op til 2,3 cm tykt lag natrium. Tallet er højere end for mange nuværende litiumionbatteripakker, men det omfatter ikke nødvendigvis alle dele af et flys brændstofsystem, køling og sikkerhedsudstyr. Ydelsen i et fly er endnu ikke demonstreret.

Biprodukter og miljøvirkning

Afladningen danner blandt andet natriumhydroxid, som kan reagere med CO₂ og danne natriumcarbonat og senere natriumhydrogencarbonat. Det giver en mulig vej til at binde CO₂, men beviser ikke, at et fremtidigt fly får negative nettoemissioner. En samlet livscyklusvurdering skal også medregne energien til at gendanne natriummetallet og håndteringen af biprodukterne. Natriummetal reagerer kraftigt med vand, så sikker opbevaring og tankning er en vigtig udfordring.

Mulige anvendelser

Forskerne ser muligheder inden for blandt andet luftfart, skibe og andre transportformer, hvor vægt betyder meget. Næste skridt er større demonstrationsenheder, muligvis først til droner. Der findes ingen bekræftet tidsplan for kommerciel passagerflyvning. Holdbarhed, omkostninger, brændstoflogistik og certificering kræver yderligere forsøg.

Investeringsperspektiv

Enovix Corp. udvikler en anden type energilager: litiumionceller med en siliciumbaseret arkitektur. Selskabet nævnes kun som et eksempel fra batterisektoren. MIT’s natrium–luft-celle er ikke et Enovix-produkt, og studiet dokumenterer ingen direkte kommerciel fordel for selskabet.

(ENVX )

Seneste nyt om Enovix Corp. (ENVX)

Læs mere om energiteknologi her.

Studie

Sugano, K. m.fl. (2025), “Sodium-air fuel cell for high energy density and low-cost electric power”, Joule. doi:10.1016/j.joule.2025.101962.