Batterie al sodio, una nuova frontiera per l’energia?

Le batterie al sodio potrebbero presto sostituire le batterie al litio nei nostri sistemi di alimentazione elettrica. Lo dimostra un gruppo di ricercatori dell’Università di Stanford, che ha predisposto un dispositivo in grado di immagazzinare una quantità di energia pari a quella delle pile al litio attualmente disponibili sul mercato, ma con costi inferiori.

Quali sono i limiti delle batterie al litio?

Le batterie al litio sono il dispositivo di immagazzinamento energetico più diffuso oggi. Nonostante questo, questo tipo di batterie presenta notevoli svantaggi.

Nonostante si tratti di un materiale ad elevatissime prestazioni e  ricaricabile, che si adatta ad ogni tipo di dispositivo portatile, cellulari e pc in primis, il litio è raro e costoso.

La vita di una batteria al litio, inoltre, è predeterminata, poiché ogni batteria prevede un ciclo di massimo 1000 cicli di ricariche, anche se la maggioranza delle batterie comincia a dare problemi dopo sole 500 ricariche, ovvero dopo circa due o tre anni.

Uno dei problemi più gravi delle batterie al litio è la loro possibilità di esplodere. In circostanze abbastanza rare, infatti, le batterie possono surriscaldarsi e questo può portare ad uno scompenso chimico interno che le fa esplodere.

I vantaggi delle batterie al sodio

Una valida alternativa al litio, nei sistemi di stoccaggio energetico, potrebbe essere, secondo molti scienziati, il sodio.

In vantaggio principale di questo tipo di batterie riguarda l‘aspetto economico, poiché il sodio è sicuramente un materiale molto più economico del litio.

Il sodio, poi, è ampiamente disponibile in natura ed è ecosostenibile, poiché ha un bassissimo impatto sull’ambiente.

Rispetto alle batterie al litio, particolarmente sensibili al congelamento, le batterie al sodio resistono particolarmente bene alle basse temperature. Questo è importante soprattutto in relazione al mercato delle auto elettriche che, se alimentate al litio, potrebbero vedere il congelamento delle proprie batterie nelle fredde mattine invernali.

Le batterie al sodio, inoltre, non sono soggette a esplosioni o corti circuiti, che possono invece interessare le batterie al litio.

Un problema relativo alle batterie al sodio riguarda però la loro bassa efficienza.

Batterie al sodio: un’invenzione recente?

Le batterie al sodio non sono un’invenzione recente, dato che già dal 2010 la società italiana FIAMM le ha rese disponibili sul mercato, soprattutto in relazione alla mobilità elettrica.

Nel tempo, tuttavia, sono stati condotti numerosi studi, per aumentare l’efficienza di questo sistema di stoccaggio energetico.

Uno studio è stato fatto nel 2015 presso l’Università di Austin, in Texas. Il gruppo di ricercatori coinvolto ha provato ad utilizzare un materiale diverso, ma comunque sicuro ed economico, per la costruzione del catodo interno alla batteria, l’eldfellite. Si tratta di un materiale fatto di strati di sodio e ferro. L’obiettivo dello studio era risolvere i problema dell’instabilità dei materiali, il loro elevato peso, oltre che le scarse prestazioni.

Cosa potrebbe cambiare con lo studio di Stanford?

I ricercatori di Stanford oggi intervengono ancora una volta sull’efficienza delle batterie al sodio.

Il loro studio, pubblicato sulla rivista Nature Energy, ha riguardato, ancora una volta dopo l’esempio americano, i materiali costitutivi del catodo interno. In particolare i ricercatori hanno migliorato il modo in cui il sodio e il composto organico che viene utilizzato nel sodio impiegato, ovvero il mio-inositilo, rendono possibile il passaggio degli elettroni nel catodo, facendo notevolmente aumentare le prestazioni della batteria rispetto al passato.

Si tratta di un grande passo avanti nella ricerca delle batterie al sodio ma non si esclude che la ricerca possa essere ulteriormente perfezionata e dare a breve nuovi ed interessati sviluppi.

Riusciranno quindi le batterie al sodio a sostituire del tutto le batterie al litio nei prossimi anni? È questa la sfida del futuro. Per avere la risposta, non ci resta che aspettare.