Voda jako nepřítel? Omyl, který brzdil výzkum celá léta
Sodíkový vanadát (NaV₃O₈) patří mezi dobře zdokumentované materiály pro sodíkové baterie. Standardním postupem bylo tento sloučeniny zahřívat, aby se z nich odstranil přirozený obsah vody – voda byla považována za příčinu nestability a zhoršení výkonu. Výzkumníci ze Surrey se rozhodli tento předpoklad zpochybnit.
Ponechali materiál v jeho přirozeném hydratovaném stavu jako tzv. nanostrukturovaný hydratovaný vanadát sodný (NVOH). Výsledek byl, podle slov vedoucího autora studie Dr. Daniela Commandeura, „zcela nečekaný".
Jak vysvětluje odborný časopis v publikovaném abstraktu, hydratovaná forma materiálu vykazuje širší mezivrstevné vzdálenosti oproti bezvodé variantě. To fyzicky umožňuje intercalaci více sodíkových iontů, a tím pádem vyšší specifickou kapacitu. V testech dosáhl optimalizovaný NVOH specifické kapacity 280 mAh/g při proudu 10 mA/g – hodnota, která ho řadí mezi nejlepší dosud popsané katodové materiály pro sodíkové baterie.
Při srovnání s běžnými sodíkovými katodovými materiály, jejichž typická kapacita se pohybuje v rozmezí 100–150 mAh/g, jde o výrazný posun. Materiál si přitom zachoval stabilitu po více než 400 nabíjecích cyklech a vykazoval rychlejší nabíjení oproti suché variantě.
„Sodium vanadium oxide existuje léta a všichni ho zahřívají, aby z něj odstranili vodu – protože se to tak dělá. Rozhodli jsme se ten předpoklad zpochybnit a výsledek byl daleko lepší, než jsme čekali."
Baterie, která odsoluje mořskou vodu
Ještě překvapivější objev přišel při testech v solném roztoku. Výzkumníci ověřili, jak se NVOH chová v prostředí mořské vody – tedy v extrémně náročných podmínkách pro elektrochemické systémy. Materiál nejen fungoval spolehlivě, ale navíc aktivně odstraňoval sodné ionty z roztoku. Grafitová elektroda přitom paralelně extrahovala chloridové ionty. Tento proces se nazývá elektrochemická desalinace.
Jinými slovy: tentýž systém, který ukládá elektrickou energii, dokáže zároveň přeměňovat mořskou vodu na pitnou. Výzkumníci proto navrhují, že by bylo možné zkonstruovat zařízení, která používají mořskou vodu přímo jako elektrolyt – a jako vedlejší produkt produkují čerstvou vodu.
Podobná duální funkcionalita – energetické úložiště a úprava vody v jednom systému – by mohla být cenná zejména v oblastech s nedostatkem pitné vody a zároveň potřebou lokálního ukládání energie z obnovitelných zdrojů, například v přímořských komunitách napájených solárními panely.
Proč sodík a proč právě teď
Sodík je v zemské kůře a oceánech dostupný v prakticky neomezeném množství. Jeho cena je zlomkem ceny lithia a těžba nepředstavuje srovnatelné environmentální ani geopolitické riziko. Sodíkové baterie navíc nevyžadují kobalt ani nikl – materiály spojené s eticky problematickou těžbou.
Přesto sodíkové baterie dosud zaostávaly za lithiovými technologiemi zejména v energetické hustotě. Tento gap se nicméně intenzivně zmenšuje. CATL, největší světový výrobce baterií s 38% tržním podílem v roce 2025, spustil vlastní brand sodíkových baterií Naxtra s energetickou hustotou 175 Wh/kg – srovnatelnou s běžnými LFP bateriemi. Na konci prosince 2025 CATL potvrdil, že do konce roku 2026 nasadí sodíkové baterie ve velkém měřítku do osobních vozidel, komerčních vozidel, systémů bateriového swappingu i stacionárních úložišť.
BYD jde ještě dál: v únoru 2026 oznámil, že jeho třetí generace sodíkových baterií dosahuje životnosti až 10 000 cyklů – výrazně více než standardní LFP baterie s 2 000–3 000 cykly. Společnost staví dedikovanou sodíkovou továrnu v Sü-čou s plánovanou kapacitou 30 GWh ročně.
Analytici z MIT Technology Review v letošním přehledu průlomových technologií roku 2026 zařadili sodíkové baterie mezi klíčové technologie právě pro tento rok – a to jak pro elektromobilitu, tak pro ukládání energie z obnovitelných zdrojů na úrovni sítě.
Kde je výzkum z Surrey v tomto kontextu?
Obchodní sodíkové baterie od CATL nebo BYD používají jiné katodové materiály – Prussian blue analogy nebo vrstvené oxidy přechodných kovů. Objev NVOH z University of Surrey tedy nepředstavuje přímou součást jejich produktových roadmap. Jde o laboratorní výsledek, který rozšiřuje paletu slibných materiálů pro budoucí generace baterií.
Klíčová otázka bude, zda si materiál udrží výkon i při průmyslovém měřítku výroby a při delším cyklování. Studie uvádí stabilitu po 400 cyklech v organickém prostředí a funkčnost v solném roztoku, ovšem komerční baterie musí zvládat tisíce cyklů v různých podmínkách. Cesta od laboratoře k sériové výrobě je vždy mnohaletá.
Přesto jde o vědecky relevantní výsledek: ukázal, že zažité výrobní postupy nemusí být optimální a že jednoduchá změna – ponechání vody v materiálu – může zásadně ovlivnit výkon. V oboru, kde se každý krok vpřed bojuje roky výzkumu, je to pozoruhodné.
Možné využití: od elektromobility po pobřežní energetiku
Pokud by se NVOH nebo podobné hydratované materiály podařilo dovést ke komerční aplikaci, potenciální využití zahrnuje:
- Stacionární ukládání energie z větrných a solárních zdrojů – levná, bezpečná a netoxická alternativa k lithiovým technologiím
- Elektrická vozidla, zejména v segmentech, kde není prioritou maximální energetická hustota, ale nízká cena a bezpečnost
- Hybridní systémy v přímořských oblastech, které kombinují ukládání energie s odsolováním vody bez potřeby oddělené infrastruktury
Jsou sodíkové baterie bezpečnější než lithiové při požárech elektromobilů?
Sodíkové baterie obecně vykazují nižší riziko tzv. thermal runaway – nekontrolovaného tepelného šíření, které bývá příčinou požárů lithiových baterií. Sodium-ion chemie nevyžaduje kobalt ani nikl, které jsou spojeny s nestabilitou při přehřátí, a materiálové složení katod bývá inherentně stabilnější. CATL uvádí, že jeho Naxtra sodíkové baterie splňují nejnovější čínskou normu bezpečnosti EV baterií GB 38031-2025. Sodíkové baterie lze navíc přepravovat ve vybitém stavu (0 V), což snižuje riziko při logistice. Přesto nelze tvrdit, že jsou zcela bezrizikové – záleží vždy na konkrétní chemii, konstrukci článku a systému řízení baterie.
Kdy budou sodíkové baterie dostupné v elektromobilech prodávaných v Česku?
Prvních sériových modelů s sodíkovými bateriemi se dočkáme pravděpodobně v roce 2026 nebo 2027, ovšem zpočátku půjde o vozy čínských značek. CATL a čínský výrobce Changan představili v únoru 2026 osobní vůz se sodíkovou baterií plánovaný na mid-2026. BYD přiznává, že termín masové výroby závisí na poptávce zákazníků a plánech automobilových partnerů. Evropský trh bude pravděpodobně zásobován s určitým zpožděním oproti Číně, kde infrastruktura i výrobní kapacity na sodíkové baterie vznikají nejrychleji. Reálný průnik do středního cenového segmentu evropského trhu lze očekávat spíše po roce 2027.
Zdroje: ScienceDaily / University of Surrey, Journal of Materials Chemistry A, Electrek, MIT Technology Review
