La batteria al sodio è la batteria del futuro

Ormai siamo abituati alle batterie al litio nei sistemi di stoccaggio energetico, ma secondo molti scienziati il futuro è il sodio. Nonostante il litio sia un materiale a elevatissime prestazioni e ricaricabile, che si adatta a ogni tipo di dispositivo portatile, cellulari e pc in primis, il litio è raro e costoso. Infatti un vantaggio del sodio molto impattante riguarda l‘aspetto economico, visto che è un materiale molto più economico del litio ed è ampiamente disponibile in natura ed ecosostenibile, grazie al suo bassissimo impatto sull’ambiente.

Batterie al litio VS batterie al sodio

Le batterie al litio, inoltre, sono particolarmente sensibili al congelamento, viceversa quelle al sodio resistono bene alle basse temperature. Questo aspetto è importante soprattutto nel mercato delle auto elettriche che, se alimentate al litio, potrebbero rischiare il congelamento delle proprie batterie nelle fredde mattine invernali.

La vita di una batteria al litio è limitata a un numero massimo di 1000 cicli di ricariche, anche se la maggior parte delle batterie comincia a dare problemi dopo sole 500 ricariche, ovvero dopo circa due o tre anni. Non ultimo neo delle batterie al litio sono le esplosioni o i corti circuiti, rischi che non sono associati alle batterie al sodio, che anzi possono essere completamente scaricate senza danneggiare i materiali attivi.

Tuttavia un problema stringente per le batterie al sodio riguarda la loro bassa efficienza, parametro su cui diversi gruppi di studiosi hanno cercato di intervenire. Dal 2010 la società italiana FIAMM ha messo sul mercato batterie al sodio, soprattutto in relazione alla mobilità elettrica.

Nel 2015 un gruppo di ricercatori dell’Università di Austin, in Texas ha provato ad utilizzare un materiale diverso, ma comunque sicuro ed economico, per la costruzione del catodo interno alla batteria, l’eldfellite, materiale fatto di strati di sodio e ferro. L’obiettivo dello studio era risolvere il problema dell’instabilità dei materiali, il loro elevato peso, oltre che le scarse prestazioni. In generale nell’ultimo periodo molte università hanno sviluppato sistemi alternativi per lo stoccaggio dell’energia: quella di Oxford ha di recente concesso i diritti d’utilizzo della propria batteria al carbonio a una startup britannica.

Batterie al sodio: i risultati delle ultime ricerche

I ricercatori di Stanford sono intervenuti ancora una volta sull’efficienza delle batterie al sodio. Il loro studio, pubblicato sulla rivista Nature Energy, ha riguardato, come per il gruppo dell’Università di Austin, i materiali costitutivi del catodo interno. In particolare i ricercatori hanno migliorato il modo in cui il sodio e il mio-inositilo, ossia il composto organico che viene utilizzato nel sodio impiegato, rendono possibile il passaggio degli elettroni nel catodo. In questo modo le prestazioni della batteria sono notevolmente aumentate.

I ricercatori hanno per prima cosa individuato la causa dello scostamento tra la capacità reversibile reale della batteria al sodio e la capacità reversibile teorica. Il problema è stato riscontrato nella trasformazione irreversibile dei materiali del catodo durante il funzionamento della pila. A questo punto i ricercatori hanno agito sui componenti per rimuovere la barriera. È stato quindi migliorato il processo con cui il sodio e il mio-inositolo permettono il flusso di elettroni, aumentando notevolmente le prestazioni della batteria rispetto ai tentativi precedenti.

Gli esperti stanno testando le batterie al sodio in diverse condizioni, ma non hanno ancora ufficializzato i dati riguardanti la densità di carica in rapporto al volume, un particolare che potrebbe sancire l’effettivo successo di questa applicazione in ambito automobilistico, ad esempio.

Fonti
www.rinnovabili.it
www.quattroruote.it
www.green.it

Immagine: www.quag.com