Nuovi passi avanti per le batterie secondarie a base di sodio
(Rinnovabili.it) – Le batterie agli ioni di litio hanno conquistato il mondo grazie alle loro straordinarie proprietà. Ma il loro utilizzo, sempre più diffuso, si scontra oggi con diversi problemi di approvvigionamento delle materie prime. Tra le diverse alternative studiate dalla scienza per superare questo ostacolo, sono apparse negli ultimi anni anche le batterie ad acqua di mare. La tecnologia è quelle delle ricaricabili al sodio, dispositivi di stoccaggio che impiegano ioni sodio come portatori di carica. Ma nelle seawater battery il catodo è composto letteralmente da acqua marina.
Si tratta di una soluzione economica, rispettosa dell’ambiente e naturalmente ignifuga, su cui il settore dell’accumulo ripone grandi aspettative. Tuttavia per arrivare sul mercato, queste batterie devono prima superare un grande ostacolo tecnico: la difficoltà di sviluppare materiali anodici ad alte prestazioni.
I tradizionali materiali a base di carbonio sono un’opzione interessante ed economica, ma devono essere drogati con più elementi (co-doping) per aumentarne le prestazioni. Sfortunatamente, le vie di sintesi attualmente note per il co-doping sono complesse, potenzialmente pericolose e non producono risultati soddisfacenti.
Plasma in-liquid, il nuovo trucco per le batteria ad acqua di mare
La soluzione sembra arrivare da un nuovo studio prodotto dalla Korea Maritime and Ocean University. Qui un gruppo di scienziati, guidato dal Professore Jun Kang, ha messo a punto un nuovo percorso di sintesi. Il processo permette d’ottenere carbonio co-drogato con azoto e zolfo per gli anodi delle batterie ad acqua di mare.
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Denominata “plasma in liquido”, la tecnica prevede la preparazione di una soluzione contenente carbonio, azoto e zolfo e la generazione all’interno della stessa di un plasma (ossia un gas ionizzato). Si ottiene così un materiale con alti livelli di drogaggio di azoto e zolfo con una struttura portante di nerofumo. Perfetto per le batterie marine, come osserva il Dottor Kang: “Il materiale anodico co-drogato che abbiamo preparato ha mostrato notevoli prestazioni elettrochimiche nella batteria ad acqua di mare, con una vita di oltre 1500 cicli a una densità di corrente di 10 A/g.” I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Carbon (testo in inglese).