Hainbat sektoreren elektrifikazioak eta energia berriztagarria modu eraginkorrean biltegiratzeko beharrak bultzatuta, eskari global gero eta handiagoa dago, eta, horren ondorioz, aplikazio espezifikoetan litioa osa edo gaindi dezaketen teknologia alternatiboak bilatzen ari dira.
Litioan oinarritutako soluzioen osagarri izan daitezkeen aukerak desberdinak dira. Jarraian, horietako batzuk laburtuko ditugu, eta haien propietateak, ezaugarriak eta balizko aplikazioak aztertuko ditugu:
Sodio-Ioneko bateriak
Sodio-ion bateriak etorkizun handiko alternatiba dira litio-ion baterientzat, batez ere kostua eta iraunkortasuna funtsezko faktoreak diren aplikazioetan. Sodioa litioa baino elementu nabarmen ugariagoa eta merkeagoa da, eta horrek ekoizpen-kostuak murrizteaz gain, lehengaiak ateratzeak eta prozesatzeak ingurumenean duen eragina ere murrizten du. Gainera, sodio-ionezko bateriek abantaila handia dute segurtasunari dagokionez, gainberotzeko arrisku txikiagoa dutelako eta litiozko bateriekin lotutako sukoitasun-arazoak jasaten ez dituztelako.
Bateria horiek, litiozkoak baino garapen txikiagoko etapa batean badaude ere, biltegiratze egonkorreko aplikazioetarako bereziki egokiak direla frogatzen ari dira, non dentsitate energetikoa ez den hain kritikoa. Adibidez, energia berriztagarrietarako babes-sistemetan edo espazioa muga ez den industria-aplikazioetan, sodio-ion bateriek irtenbide ekonomikoagoa eta ekologikoagoa eskain dezakete. Gainera, garraio arineko soluzioetarako ere erabiltzea planteatzen ari dira (patineteak, motorrak, mugikortasun murriztua...), baita, kasu batzuetan, autoetarako ere.
Hala ere, litio-ioneko bateriekin alderatuta, dentsitate energetiko txikiagoa dutenez, ez dira hain lehiakorrak energia-dentsitate handia behar duten aplikazioetan, hala nola autonomia luzeko ibilgailu elektrikoetan. Etorkizuneko erronken artean, bateria horien energia-dentsitatea eta iraunkortasuna hobetzea dago, aplikazio-maila handitzeko eta merkatu globalean lehiakorragoak izateko.
Redox fluxu-bateriak
Redox fluxu-bateriak irtenbide berritzailea eta oso eskalagarria dira energia biltegiratzeko, bereziki eskala handiko aplikazioetan. Bateria horiek elektrolito likidoak gelaxka elektrokimikoen bidez zirkulatuz funtzionatzen dute, eta bertan elektroien transferentzia gertatzen da, energia biltegiratu eta askatzen duena. Abantaila nagusietako bat biltegiratze-ahalmena eta potentzia modu independentean igotzeko gaitasuna da. Horri esker, sistema aplikazioaren behar espezifikoen arabera doitu daiteke.
Bateria horiek bereziki egokiak dira energia berriztagarria eskala handian biltegiratzeko, hala nola eguzki-plantetan edo instalazio eolikoetan, non energia kantitate handiak gorde ditzaketen, eskaria handia denean edo ekoizpena txikia denean askatzeko. Gainera, redox fluxuko bateriek bizitza erabilgarri oso luzea dute, energia biltegiratzeko prozesuak ez baitu erreakzio kimikorik eragiten, eta horrek barne-materialak degradatzen ditu denborarekin. Horri esker, milaka karga- eta deskarga-ziklo egin daitezke, errendimendua nabarmen galdu gabe.
Hala ere, bateria horien dentsitate energetiko baxuak eta sistemaren konplexutasunak, elektrolitoen zirkulaziorako ekipo gehigarriak behar baititu, mugatu egiten dute espazio txikiagoetan edo mugikortasun handia behar duten sistemetan aplikatzea. Etorkizunean, eraginkortasuna hobetzean eta osagaien kostuak murriztean oinarritzen dira erronkak, bateria horiek aukera eskuragarriagoa izan daitezen aplikazioen barietate zabalago baterako.
Superkondentsadoreak
Superkondentsadoreak energia biltegiratzeko gailuak dira, karga biltegiratzeko erreakzio kimikoen ordez eremu elektrostatikoa erabiltzen dutenak. Horrek karga eta deskarga denbora oso azkarrak ahalbidetzen ditu, eta hori oso aproposa da energia azkar entregatzea eskatzen duten aplikazioetarako, hala nola ibilgailu elektrikoetan balaztatze birsortzailea, sare elektrikoetarako energia babesteko sistemak, eta potentzia handiko boladak behar dituzten gailu elektronikoak.
Bateriek ez bezala, superkondentsadoreek karga- eta deskarga-ziklo gehiago jasan ditzakete errendimendua nabarmen galdu gabe, eta horrek bizitza erabilgarri oso luzea ematen die. Gainera, tenperatura-tarte handi batean jarduteko gai dira, eta gainkarga edo gainberotzearen ondorioz akatsak izateko arrisku txikiagoa dute. Hala ere, haien dentsitate energetikoa litiozko bateriekin alderatuta askoz txikiagoa da, eta horrek esan nahi du ezin dutela hainbeste energia biltegiratu tamaina edo pisu baliokidean.
Superkondentsadoreen etorkizuna beren dentsitate energetikoa hobetzean oinarritzen da, espazioa eta pisua mugatuagoak diren aplikazioetara hedatzeko. Material eta teknologia hibrido berriak ere aztertzen ari dira, superkondentsadoreen abantailak baterien biltegiratze-ahalmenarekin konbinatzeko, eta horrek aukera berriak ireki ditzake sektore-gama zabalago batean erabiltzeko.
Metal-Aire bateriak
Metal-aire bateriak, zink-airekoak adibidez, energia biltegiratzeko aukera oparoenetako bat dira, energia-dentsitate handia dutelako eta ohiko beste teknologia batzuk baino arinagoak izateko gaitasuna dutelako. Bateria horiek elektrizitatea sortzen dute metal bat oxidatuz (zinka edo aluminioa, adibidez) airearen oxigenoarekin, eta horrek kendu egiten du eragile oxidatzaile bat bateriaren barruan biltegiratzeko beharra, eta diseinu trinkoagoa eta arinagoa ahalbidetzen du.
Metal-aire baterien energia-dentsitate altuak bereziki erakargarri egiten ditu epe luzerako energia-biltegiratzea eskatzen duten aplikazioetarako, eta pisuaren araberako edukiera lehenesten dute, hala nola ibilgailu elektrikoak eta biltegiratze-sistema egonkorrak urruneko eremuetan. Adibidez, zink-aire bateriak gailu medikoetan erabiltzen dira jada, audifono gisa, segurtasuna, kostu txikia eta epe luzerako biltegiratze-edukiera dutelako.
Hala ere, bateria horiek hainbat erronka tekniko aurre gaur egun. Arazo nagusietako bat metal-aire bateriak modu eraginkorrean kargatzeko zailtasuna da, elektrizitatea sortzen duen oxidazio-erreakzioa iraultzea zaila baita. Gainera, aire-fluxuaren kudeaketa eta ingurumen-kutsaduraren aurkako babesa, hala nola hezetasuna eta karbono dioxidoa, funtsezkoak dira bateria horien eraginkortasunari eta balio-bizitzari eusteko.
Metal-aire baterien etorkizuna erronka tekniko horiek gainditzearen eta kargatzeko sistema eraginkorragoak garatzeko aukeraren mende dago. Oztopo horiek gaindituz gero, energia-dentsitate handiko aplikazioetan energia-biltegiratzea irauli ahal izango litzateke, mugikortasun elektrikoa eta eskala handiko biltegiratze geldikorra bezalako sektoreetan litioaren alternatiba lehiakorra eskainiz.
