Stessa capacità di stoccaggio ma costi ridotti dell’80%: da Stanford arriva l’alternativa agli ioni di litio
I progressi della ricerca sulla batteria al sodio
(Rinnovabili.it) – Le storiche batterie al litio potrebbero aver finalmente trovato un rivale in grado non solo di tenergli testa ma di renderle addirittura una tecnologia obsoleta. A ingaggiare la competizione è la nuova batteria al sodio realizzata da un gruppo di ricercatori di Stanford. L’ingegnere chimico Zhenan Bao assieme ai suoi collaboratori, gli scienziati dei materiali Yi Cui e William Chueh, hanno creato un dispositivo che può immagazzinare la stessa quantità di energia delle migliori pile al litio oggi sul mercato, ma a costi decisamente inferiori. Bao ci tiene a specificare: “Nulla potrà mai superare il litio in termini di prestazioni. Ma si tratta” di un materiale “così raro e costoso da aver bisogno di sviluppare batterie ad alte prestazioni, ma a basso costo, basate su elementi abbondanti come il sodio”.
Sono diversi anni che la ricerca nel campo dell’energy storage “fa la corte” alla batteria al sodio e parte dei motivi sono facilmente intuibili. Sali di sodio sono facili da reperire con una spesa contenuta, il che li rende un’opzione conveniente per tutte quelle applicazioni in cui il fattore peso ha poca rilevanza (ad esempio nell’accumulo stazionario). Questi dispositivi possono essere completamente scaricati senza danneggiare i materiali attivi e non richiedono quelle precauzione necessarie al litio per evitare esplosioni o corto circuiti.
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Quello che hanno fatto alla Stanford è essenzialmente cambiare l’approccio di progettazione. Come spiegato nella pubblicazione su Nature Energy, il team ha per prima cosa cercato di capire perché la capacità reversibile della batteria al sodio fosse nella realtà molto più bassa di quella teorica. Trovato il problema (la trasformazione irreversibile dei materiali del catodo durante il funzionamento della pila), gli scienziati hanno potuto agire sui componenti per rimuovere tale barriera. Nella pratica, è stato migliorato il processo con cui il sodio e mio-inositolo (il composto organico presente nel sale impiegato) permettono il flusso di elettroni, aumentando notevolmente le prestazioni della batteria rispetto ai tentativi precedenti.
“Questo è già un buon design, ma siamo fiduciosi che possa essere migliorata ulteriormente ottimizzando l’anodo di fosforo”, spiega Cui. Il prototipo di batteria al sodio realizzato ha una capacità reversibile di 484 mAh g-1, una densità di energia di 726 Wh kg-1, un’efficienza energetica superiore all’87% e una buona conservazione del ciclo. E confrontando litio e sodio sul fronte economico, il secondo permetterebbe di risparmiare fino all’80 per cento dei costi.
