Language
Country/Area
No result found
Il tesoro della natura: perché il sodio è l'ideale per le future batterie?
Nel contesto della trasformazione energetica globale, le batterie agli ioni di sodio (Sodium-Ion Batteries, in breve SIB) sono gradualmente diventate un punto caldo della ricerca. Mentre i prezzi del litio salgono alle stelle e le preoccupazioni ambientali diventano più importanti, gli scienziati stanno iniziando a esplorare il potenziale del sodio come materiale per batterie. L'abbondanza naturale e la facile disponibilità del sodio lo rendono un candidato ideale per il futuro stoccaggio di energia.
"L'onnipresente presenza di sodio, soprattutto nell'acqua di mare, lo rende un materiale sostenibile per le batterie."
Le batterie agli ioni di sodio funzionano in modo simile alle batterie agli ioni di litio, immagazzinando e rilasciando energia attraverso il movimento degli ioni tra l'anodo e il catodo. Tuttavia, il sodio ha un raggio ionico maggiore rispetto al litio, il che fa sì che gli ioni di sodio si comportino diversamente nelle batterie. Ad esempio, il sodio ha una velocità di diffusione più lenta, che influisce sull'efficienza della batteria e sulla velocità di carica e scarica.
A differenza del litio, il sodio è relativamente economico da estrarre e trattare, il che è fondamentale per contenere i costi delle batterie. Il rapporto mostra che la quantità totale di sodio è abbondante e distribuita uniformemente, il che riduce i rischi geopolitici in diversi sensi. Inoltre, le batterie agli ioni di sodio sono rispettose dell'ambiente in termini di materiali ed evitano l'uso di materiali dannosi come tungsteno e cobalto.
"Le batterie al sodio non solo sono più rispettose dell'ambiente, ma il costo delle materie prime è anche molto inferiore rispetto alle tradizionali batterie al litio."
Con la spinta della domanda del mercato, sta emergendo anche la tecnologia avanzata delle batterie agli ioni di sodio. Ad esempio, attualmente ci sono diverse aziende in procinto di lanciare sul mercato prodotti per batterie a base di sodio, tra cui le cinesi CATL e Faradion. Queste aziende cercano di utilizzare ossidi di metalli di transizione a base di sodio, blu di Prussia e loro derivati come materiali anodici, e ci sono già casi di successo di commercializzazione di batterie agli ioni di sodio.
Dal punto di vista della storia dello sviluppo tecnologico, la ricerca e lo sviluppo delle batterie agli ioni di sodio possono essere fatti risalire agli anni '90. Sebbene dal punto di vista economico le batterie agli ioni di litio abbiano mostrato un potenziale commerciale maggiore, le batterie agli ioni di sodio hanno ricevuto rinnovata attenzione negli ultimi dieci anni con l’aumento dei prezzi del litio. Secondo i dati, dal 2020, l’emergere di numerosi brevetti indica che la tecnologia delle batterie agli ioni di sodio è entrata nella fase di commercializzazione.
Per quanto riguarda il funzionamento della tecnologia, le batterie agli ioni di sodio utilizzano una combinazione di un anodo a base di sodio e carbonio duro. Durante la carica, gli ioni di sodio si spostano dal catodo all'anodo e nella direzione opposta durante la scarica. Sebbene il sodio abbia un ampio raggio ionico, attraverso la ricerca continua, gli scienziati stanno lavorando duramente per risolvere il problema della lenta cinetica di intercalazione del sodio.
"Le proprietà chimiche del sodio rendono possibile la combinazione con materiali comuni come ferro e rame, riducendo efficacemente la domanda di metalli preziosi."
Oltre alla selezione dei materiali, le batterie agli ioni di sodio offrono buone prestazioni anche in termini di sicurezza e durata. A causa della chimica dell’utilizzo del sodio, queste batterie generalmente presentano una migliore economia e sicurezza rispetto alle tradizionali batterie al litio. Tuttavia, sebbene la densità energetica sia spesso inferiore, questo svantaggio si sta riducendo con il miglioramento della tecnologia.
Attualmente, il processo di commercializzazione delle batterie agli ioni di sodio sta accelerando in Cina e in altri paesi. Ad esempio, la società cinese HiNa Battery Technology Company ha appena installato per la prima volta una batteria agli ioni di sodio da 140 Wh/kg su un veicolo elettrico di prova. Questo è un altro momento importante per la commercializzazione della tecnologia agli ioni di sodio.
Anche nel campo dei veicoli elettrici ha fatto il suo ingresso la tecnologia SIB. Il JMEV EV3 di Farasis Energy è diventato il primo veicolo elettrico con batterie al sodio prodotto in serie al mondo. Questi sviluppi segnano che la tecnologia delle batterie al sodio sta per diventare mainstream, aprendo la strada a future applicazioni di trasporto e stoccaggio dell’energia.
"Le batterie agli ioni di sodio non sono solo la speranza del futuro, ma anche un passo importante verso una rivoluzione energetica sostenibile."
Con l'ulteriore miglioramento della tecnologia delle batterie al sodio, in futuro si presenteranno sia sfide che opportunità. Se riuscirà a distinguersi nel mercato energetico sempre più competitivo è diventato il focus dei circoli scientifici ed economici globali. Mentre la ricerca scientifica continua ad approfondirsi, in che modo le batterie agli ioni di sodio influenzeranno le nostre vite e i modelli di utilizzo dell’energia nei prossimi anni?
