Le batterie a ioni di sodio, dalla ricerca accademica al mercato

 batterie a ioni di sodio

Giocando con la chimica delle batterie a ioni di sodio.

Le batterie a ioni di sodio rappresentano una delle alternative al litio pensate per l’accumulo energetico su larga scala.

Un appeal che nasce soprattutto per le caratteristiche intrinseche del sodio: è economico, abbondante e soprattutto ecocompatibile. Ma come gran parte delle tecnologie che competono con gli ioni di litio, il loro posto oggi è ancora il laboratorio. Perché? Uno dei motivi principali riguarda i materiali attivi impiegati nella realizzazione del catodo delle celle. Si tratta di elementi particolarmente sensibili all’aria: l’esposizione è in grado di degradarli, riducendo le prestazioni della batteria.

Fino a ieri l’unica possibilità per evitare questo problema consisteva nell’impiegare speciali attrezzature che eliminassero l’aria, aumentando di contro i costi produttivi.

I ricercatori dell’Istituto per superconduttori e materiali elettronici dell’Università di Wollongong, in Australia, stanno studiando un modo per eliminare questo costoso passaggio dall’equazione. Il gruppo ha sviluppato con successo un materiale costituito da nano cristalli e basato su metalli di transizione. Si tratta in questo caso di elementi che non sono sensibili all’aria e possono quindi essere prodotti in serie molto più facilmente. Il materiale ha un ulteriore vantaggio: possiede un’eccellente stabilità. Dopo 1000 cicli di carica e scarica mostra ancora una capacità superiore al 70%. Ancora più importante, offre una buona compatibilità con il carbonio duro come anodo offrendo un’alta densità di energia fino a 215 Wh/kg) e buone prestazioni.

“Uno dei problemi in corso per le batterie è la durata della vita, o quante volte può essere caricata e scaricata in modo efficace”, spiega Wenbin Luo, a capo della ricerca. “Grazie a precedenti ricerche siamo stati in grado di realizzare un proof-of-concept che mostrasse le prestazioni di questo materiale, e questo ha rivelato una fantastica densità di energia e durata di vita. Inoltre, abbiamo sviluppato i processi per la produzione di questo materiale in modo economico e semplice, il che è molto importante per renderlo attraente per la commercializzazione”.

Il passo successivo sarà quello di ottimizzare il materiale per ottenere la massima quantità di cicli, fattore chiave nella redditività commerciale delle batterie a ioni di sodio.

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