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Efficienza alternativa: dal litio alle batterie al sodio

Efficienza alternativa: dal litio alle batterie al sodio

Da Stanford arriva l'alternativa agli ioni di litio mantenendo però la stessa capacità di stoccaggio grazie ai progressi della ricerca nel campo dell'energy storage sulla batteria al sodio.

Vita ancora breve per le storiche batterie al litio che potrebbero essere scalzate da un antagonista alquanto tosto poiché in grado di renderle addirittura una tecnologia obsoleta. La nuova batteria al sodio è stata realizzata da un gruppo di ricercatori di Stanford di cui fa parte anche l'ingegnere chimico Zhenan Bao il quale, insieme agli 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 riducendone decisamente i costi.

L'Ing. 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".

I sali di sodio sono di facile reperibilità 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.

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.

Le progettazioni effettuate alla Stanford su questo nuovo tipo di batteria sono essenzialmente basate sul cambio di approccio di progettazione, come spiegato nella pubblicazione su Nature Energy.

Il team ha innanzitutto cercato di capire perché la capacità reversibile della batteria al sodio fosse nella realtà molto più bassa di quella teorica. Il problema era la trasformazione irreversibile dei materiali del catodo durante il funzionamento della pila e, una volta compreso, il team di scienziati ha 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.




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