Valutato il ciclo di vita delle batterie ioni di sodio
(Rinnovabili.it) – Le batterie a ioni di sodio (Na+) hanno finalmente raggiunto il mercato e vantano già densità di energia vicine a quelle delle ricaricabili a ioni di litio. Ma quanto sono sostenibili? A fornire una prima risposta è oggi un nuovo studio della Chalmers University of Technology, in Svezia. Qui un gruppo di scienziati ha valutato il ciclo di vita di due diverse celle a ioni di sodio, calcolando l’impatto ambientale e sulle risorse “cradle-to-gate“, ossia dall’estrazione delle materie prime all’uscita del prodotto finito.
“Le batterie agli ioni di litio stanno diventando una tecnologia dominante e rappresentano un progresso per il clima rispetto alla tecnologia basata sui fossili, soprattutto quando si tratta di trasporti. Ma il litio rappresenta un collo di bottiglia”, afferma Rickard Arvidsson professore associato di analisi dei sistemi ambientali alla Chalmers. “Non è possibile produrre batterie a base di Li+ a livello mondiale allo stesso ritmo con cui si desidera produrre auto elettriche. E i depositi rischiano di esaurirsi a lungo termine”.
È qui che entra in gioco la tecnologia degli ioni sodio. Il vantaggio principale di queste ricaricabili è che i materiali sono abbondanti e possono essere trovati in tutto il mondo. Come dimostrato da diverse ricerche in questi anni, ad esempio, l’anodo può essere creato a partire da zucchero, amido, cellulosa, rifiuti organici o scarti forestali.
Il gruppo di ricerca di Chalmers ha scelto di esaminare due celle di batterie agli ioni di sodio con una capacità teorica di accumulo di 1 kWh. Entrambi i tipi di celle possiedono un anodo è costituito da carbonio duro proveniente in un caso da lignina di origine biologica e dall’altro da fonti fossili, mentre il catodo è costituito dal cosiddetto “bianco di Prussia” (composto da sodio, ferro, carbonio e azoto). L’elettrolita contiene un sale di sodio. La produzione è stata modellata per corrispondere ad una futura produzione su larga scala e sono stati testati due diversi mix di elettricità, nonché due diversi metodi di allocazione delle risorse e delle emissioni.
“Siamo giunti alla conclusione che le batterie agli ioni di sodio sono nettamente superiori alle batterie agli ioni di litio in termini di impatto sulla scarsità di risorse minerali, ed equivalenti in termini di impatto climatico. A seconda dello scenario in cui si guarda, finiscono per generare tra i 60 e poco più di 100 chilogrammi di anidride carbonica equivalenti per kilowattora di capacità teorica, che è inferiore a quanto precedentemente riportato per questo tipo di batterie. È chiaramente una tecnologia promettente”, afferma Rickard Arvidsson. I risultati dello studio sono stati pubblicati nell’articolo L’articolo Prospective life cycle assessment of sodium-ion batteries made from abundant elements sul Journal of Industrial Ecology.