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La magia delle batterie agli ioni di sodio: perché questo nuovo tipo di batteria può sfidare il predominio delle batterie agli ioni di litio?
Nella ricerca di alternative più rispettose dell'ambiente ed economiche, le batterie agli ioni di sodio (NIB) hanno gradualmente attirato l'attenzione globale. Poiché il sodio diventa più economico da acquistare rispetto al litio e diventa più distribuito geograficamente, le batterie agli ioni di sodio stanno emergendo come un forte contendente come la prossima generazione di tecnologia di accumulo dell’energia.
Negli ultimi anni, il prezzo del litio ha continuato a salire, spingendo molti ricercatori a rivolgersi alla tecnologia degli ioni di sodio, rendendo il sodio una potenziale alternativa.
Secondo i rapporti, lo sviluppo delle batterie agli ioni di sodio è iniziato già negli anni '70, ma a causa del rapido sviluppo delle batterie agli ioni di litio, un tempo è stato escluso. Dopo essere entrati negli anni 2010, le batterie agli ioni di sodio hanno iniziato a ricevere nuovamente l'attenzione del settore a causa dell'aumento del costo dei materiali al litio e della necessità di protezione ambientale.
Il sodio è estremamente abbondante sulla Terra, soprattutto nell'acqua di mare, e questo è il motivo fondamentale per cui le batterie agli ioni di sodio hanno il potenziale per sostituire le batterie agli ioni di litio. Inoltre, le batterie agli ioni di sodio riducono ulteriormente l’impatto ambientale delle costruzioni utilizzando materie prime più economiche come il ferro per sostituire metalli preziosi come cobalto e nichel.
Se il sodio sostituisse il litio, il costo delle batterie agli ioni di sodio potrebbe essere significativamente ridotto, il che rappresenterebbe una rivoluzione nel mercato dello stoccaggio dell'energia.
Come funzionano le batterie agli ioni di sodio
Le batterie agli ioni di sodio funzionano in modo simile alle batterie agli ioni di litio. Durante la scarica, gli ioni di sodio si spostano dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo, mentre gli elettroni fluiscono attraverso il circuito esterno e viceversa durante la carica. Il sodio ha un raggio ionico più ampio, il che rende la sua cinetica di intercalazione in alcuni casi non veloce quanto il litio, ma mostra comunque buone prestazioni.
Sebbene il sodio abbia una velocità di intercalazione più lenta, la sua capacità è paragonabile a quella del litio in molti materiali.
Materiali per batterie agli ioni di sodio
Le batterie agli ioni di sodio sono uniche nei materiali che utilizzano, ognuno dei quali ha i propri punti di forza e ha proprietà fisiche ed elettrochimiche diverse. La ricerca attuale si concentra su materiali come carbonio duro drogato con azoto, arsenico di carbonio, leghe metalliche e persino materiali ossidati per elettrodi negativi e positivi. Una nuova ricerca sta anche esplorando gli elettroliti liberi e privi di fuoco.
Tra questi, come materiale anodico viene utilizzato il carbonio duro, che mostra una stabilità sorprendente e un'elevata capacità specifica. Molte tecnologie avanzate stanno esplorando come migliorare la densità energetica e la stabilità del ciclo delle batterie agli ioni di sodio per raggiungere gli obiettivi di commercializzazione.
Rispetto alle batterie agli ioni di litio, le batterie agli ioni di sodio hanno esercitato i loro vantaggi di basso costo e protezione ambientale nelle applicazioni di mercato a lungo termine.
Potenziale di mercato e sviluppo futuro
Con la partecipazione di alcune aziende rinomate, il processo di commercializzazione delle batterie agli ioni di sodio sta accelerando. Aziende come CATL e BYD in Cina stanno promuovendo pienamente la ricerca e lo sviluppo di batterie agli ioni di sodio e sperano di lanciare prodotti disponibili sul mercato nel prossimo futuro. Lo stoccaggio dell’energia nella rete pubblica e il mercato dei veicoli elettrici sono aree in cui possono entrare le batterie agli ioni di sodio.
Nel 2023, gli esperti del settore delle batterie tradizionali stanno già prevedendo che le batterie agli ioni di sodio diventeranno la principale tecnologia di accumulo dell'energia del prossimo decennio.
Conclusione
Lo sviluppo delle batterie agli ioni di sodio non è soggetto solo ai cambiamenti della domanda del mercato, ma è anche strettamente correlato alla promozione della tecnologia, all'accettazione del mercato e alle fluttuazioni dei costi delle materie prime. Se le batterie agli ioni di sodio potranno davvero sostituire la posizione di mercato delle batterie agli ioni di litio in futuro dipende dalle scoperte tecnologiche e dall'espansione delle applicazioni. Pensiamo insieme, quali cambiamenti porterà lo sviluppo di questa batteria emergente nelle nostre vite?
