その中でもナトリウムイオン電池（NIB）は、低コストで環境に優しい次世代のエネルギー貯蔵ソリューションとして大きな可能性を秘めています。 ウォーリック大学のWMGを含む科学者チームは、それぞれの知識と専門性を結集して、材料からセル開発まで、ナトリウムイオン技術の現状を評価し、NBとLIBの主要性能指標を現実的に比較することを提案しました。 しかし、市場が急速に拡大するにつれ、LIBの大量生産に伴う環境や社会的な課題が、持続可能で責任ある方法で調達できる材料に基づく代替エネルギー貯蔵ソリューションの探索に大きな関心を集めるきっかけとなっている。 このシナリオにおいて、NIBは、低コストで持続可能な、より環境に優しい代替エネルギー貯蔵技術になります。
2020年9月18日にJournal of Power Sourcesに掲載された論文「Challenges of today for Na-based batteries of the future: from materials to cell metrics」では、ウォリック大学（英国）のWMGを中心としたNaイオン技術専門科学者の大規模チームがNIBがエネルギー貯蔵市場で地位を獲得する見通しを分析しています。 この論文には、ヘルムホルツ研究所（ドイツ）、カレッジ・ド・フランス（フランス）、フンボルト大学ベルリン（ドイツ）、エネルギー技術研究所（ノルウェー）、ピカルディ大学ジュールベルヌ（フランス）、ボルドー大学（フランス）、CIC energiGUNE（スペイン）の研究者も参加しています。 低コストで、持続可能な前駆体を使用し、原料の供給が安定している。 さらに、既存のリチウムイオン電池の製造設備から恩恵を受けることができるドロップイン技術として考えられている。
Liベースのシステムと同様に、Naベースの電池には、Naイオン、Na全固体電池、NaO2、Na/Sのようなさまざまな形態がある。
SIB技術にとって、性能指標は、競争力のあるWhあたりのコストを確保し、市場で居場所を見つけるために最も重要なものである。 この研究では、最も有望な電極材料と電解質システムをレビューし、学術文献からの性能メトリックを使用して、完全なナトリウムイオン電池の性能指標を外挿しました。
著者は、進行中の開発により、ナトリウムイオン電池に利用できる現在の最高の材料は、現在の世代のリチウムイオン商用電池のエネルギー密度に近づくことを可能にすると指摘しています。 開発されたナトリウムイオン電池のプロトタイプの最も重要な応用分野の1つは、コストとサイクル寿命が2つの基本パラメータとなる定置型エネルギー貯蔵システムであることは確かである。 「この分野では、ナトリウムイオン電池は、エネルギー供給を確保することで、エネルギー生産と利用のギャップを埋める最も有望なシステムとして、将来の市場を席巻する可能性を秘めています。 しかし、電化された自動車分野での高出力アプリケーションは、ナトリウムイオン電池のニッチ分野への応用の可能性があります」と、WMG の Ivana Hasa 助教授は述べています
特にエネルギー密度の点で性能を高めるためには、さらなる技術的改善が必要とされています。 リチウムイオン技術と比較すると、非常に有望な結果が短期間で達成されている。
ウォーリック大学WMGのイヴァナ・ハサ博士のコメントです。 「応用研究の観点から、今後の研究努力は、基礎研究、材料の発見、これらの系の化学を支配する熱力学的および動力学的プロセスの理解に捧げられるべきである。 さらに、スケールアップしたナトリウムイオン電池の研究は、技術の進歩をベンチマークするための現実的なデータを得ることと、科学界で共通の報告方法を採用し、性能結果の公正な比較を可能にすることが最も重要である」
と述べている。