L’opzione low cost delle batterie sodio alluminio
(Rinnovabili.it) – Arrivano dal Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), uno dei laboratori chiave del Dipartimento statunitense dell’Energia, le nuove batterie al sodio alluminio disegnate per l’accumulo stazionario. La tecnologia alla base è quella dei sali fusi con cui oggi vengono realizzati dispositivi ricaricabili ad alta temperatura operativa (tra 245 e 350 °C), da destinare alla rete o alle grandi industrie. Ma l’approccio del PNNL ha rivisitato quasi completamente l’architettura ottenendo progressi sia dal lato delle prestazioni che dei costi. “Abbiamo dimostrato che questo nuovo design della batteria a sali fusi ha il potenziale per caricarsi e scaricarsi molto più velocemente rispetto ad altre batterie [termiche] al sodio, funzionando a una temperatura inferiore e mantenendo un’eccellente capacità di accumulo”, ha affermato Guosheng Li, uno scienziato dei materiali del PNNL e primo autore della ricerca.
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Attualmente esistono tre grandi tipologie di ricaricabili che impiegano i sali fusi: le sodio-zolfo, le ZEBRA al sodio-nichel e quelle con metallo liquido. Per ognuno di questi dispositivi esistono diversi vantaggi ma le alte temperature, legate ai punti di fusione degli elettroliti, complicano la loro applicabilità operativa.
Il nuovo design elaborato dai ricercatori del PNNL offre una promettente alternativa. Il team ha impiegato un anodo in sodio e un catodo costituito da lana di allumino e un sale (il tetracloroalluminato di sodio) separati da un elettrolita a stato solido, anch’esso a base di sodio. Alla tradizionale forma tubolare, il gruppo ha preferito una configurazione piatta che può essere più facilmente impilata e scalata. Questa specifica architettura consente di aumentare la capacità della cella semplicemente utilizzando un catodo più spesso.
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Il risultato? Le nuove batterie sodio alluminio hanno sostenuto una scarica sostenuta di 28,2 ore in condizioni di laboratorio mostrando un’energia specifica di circa 119 Wh/kg e temperature più basse delle batterie a sali fusi ricaricabili oggi in commercio. “Aumentando in modo significativo lo spessore del catodo – si legge nella ricerca pubblicata su Energy Storage Materials – si ottiene una durata di scarica di 28,2 ore con un costo stimato delle materie prime attive di 7,02 dollari per kWh”.