Sodio invece del litio per le batterie del futuro?

Sodio invece del litio per le batterie del futuro?

Un gruppo di ricercatori compie un passo avanti importante che prepara il terreno all'utilizzo del sodio invece del litio nelle batterie del futuro: l'industria diventerà più sostenibile?

di pubblicata il , alle 15:01 nel canale Scienza e tecnologia
 

Interessante lavoro di ricerca, quello degli scienziati della Washington State University assieme ai colleghi del Pacific Northwest National Laboratory, che esplora la possibilità di realizzare batterie basate sul sodio come risposta ai problemi di approvvigionamento delle materie prime che circondano le batterie litio-ione largamente utilizzate oggi in svariati settori, dagli smarthpone ai veicoli elettrici.

Le batterie Litio-ione sono realizzate impiegando materiali rari come lo stesso litio e il cobalto. La loro estrazione pone una serie di problemi economici, ambientali e, talvolta etici tanto che il World Economic Forum ha addirittura bollato il settore del cobalto come "un fallimento per i diritti umani". E' una situazione ben nota ai produttori di veicoli elettrici e una realtà come Tesla, ad esempio, compila ogni anno un report sui conflict minerals per una maggior trasparenza in merito alla sua catena di approvvigionamento di materiali rari.

Ecco il motivo per cui la ricerca sta lavorando per trovare un sostituto al litio, indagando tra i materiali più disponibili sul pianeta. Il sodio sembra essere un buon candidato in quanto presente in abbondanza (costituisce il 2,8% circa del pianeta ed è presente ovviamente negli oceani, laddove litio e cobalto sono presenti in percentuali, rispettivamente, dello 0,0007% e dello 0,0029%). La possibilità di sfruttare un elemento così ampiamente e diffusamente disponibile consentirebbe di approvvigionarsi in maniera più sostenibile e più etica, abbattendo inoltre una parte consistente dei costi di trasporto.

I risultati del lavoro di ricerca, pubblicati su ACS Energy Letters, mostrano un progetto che ha dato riscontri molto positivi per una batteria sodio-ione rivelatasi capace di mantenere più dell'80% della sua capacità dopo 1000 cicli di carica/scarica. Si tratta di un importante passo avanti, perché con le batterie al sodio si presenta un problema importante: sui più promettenti materiali adatti per la realizzazione del catodo si forma uno strato di cristalli di sodio che crescono via via, impedendo il fusso di ioni e quindi non rendendo possibile il funzionamento della batteria.

I ricercatori hanno quindi realizzato un catodo stratificato con ossidi medallici e un elettrolita liquido contenente gli ioni sodio: in questo modo sono stati in grado di ottenere una miglior interazione tra elettrolita e catodo. Questa impostazione permette un continuo movimento degli ioni sodio, andando a prevenire la formazione di cristalli sulla superficie del catodo.

"La nostra ricerca ha rivelato la correlazione fondamentale tra l'evoluzione della struttura del catodo e la superficie di interazione con l'elettrolita. Questi sono i migliori risultati mai riportati per una batteria Sodio-ione con un catodo stratificato, mostrando che si tratta di una strada percorribile che potrebbe essere confrontabile con le batterie litio-ione. Questo lavoro prepara il terreno in direzione di batterie Sodio-ione e le fondamentali conoscenze che abbiamo appreso sull'interazione catodo-elettrolita fanno luce su come potremmo sviluppare in futuro un catodo senza cobalto nelle batterie sodio-ione, così come in altri tipi di chimiche di batteria. Se potessimo trovare alternative valide al litio e al cobalto, la batteria sodio-ione potrebbe davvero essere competitiva con le batterie al litio. E sarebbe una rivoluzione" ha commentato Junhua Song, ricercatore capo e autore della pubblicazione.

Tutto troppo bello per essere vero? Quasi: ora come ora le batterie sodio-ione non hanno la stessa densità di energia delle controparti al litio, e lo stesso Song sottolinea: "La sfida chiave è che le batteria abbiano una elevata densità di energia e un buon ciclo di vita". Per ora il secondo obiettivo sembra a portata di mano: dopotutto, da qualche parte bisogna pur iniziare.

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5 Commenti
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StIwY06 Giugno 2020, 20:05 #1
Questa finisce nella lista "Batterie miracolose annunciate eoni fa, e mai commercializzate". Avanti un altro.....!
roccia123406 Giugno 2020, 23:37 #2
Originariamente inviato da: StIwY
Questa finisce nella lista "Batterie miracolose annunciate eoni fa, e mai commercializzate". Avanti un altro.....!


Il grafene!!
kamon07 Giugno 2020, 00:45 #3
Originariamente inviato da: StIwY
Questa finisce nella lista "Batterie miracolose annunciate eoni fa, e mai commercializzate". Avanti un altro.....!


Originariamente inviato da: roccia1234
Il grafene!!


E allora le batterie di pentole della mondial casa??
calabar07 Giugno 2020, 01:25 #4
Ma un tempo non si chiamavano "batterie agli ioni di litio"?

Ad ogni modo mi pare un'alternativa che arriva un po' tardi, altri studi hanno già messo a punto prototipi di batterie senza cobalto e le batterie con elettrolita solido riescono già ad avere densità molto elevate e lunga durata.

Da qui alla commercializzazione ne passa, certo, ma ora e nei prossimi anni si cominciano a vedere i risultati degli studi che gli investimenti dovuti all'enorme impatto economico delle batterie nelle moderne tecnologie sta portando.
supertigrotto07 Giugno 2020, 12:28 #5

Finalmente!

La particella di Sodio della acqua Lete ha trovato casa!
C'è nessssuuuunooooo?

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