Una svolta per le batterie agli ioni di sodio: un giorno alimenteranno le auto elettriche?

Le batterie agli ioni di sodio offrono dei benefici innegabili, come la capacità di immagazzinare molta energia e di non essere infiammabili. Inoltre, funzionano a temperature piuttosto basse, mentre il sodio è di facile reperibilità, è abbondante in natura ed economico. Le batterie a base di sodio sono anche considerate più rispettose dell'ambiente.

Nonostante tutti questi presupposti, tuttavia, sono scarsamente utilizzate, a causa principalmente della loro breve durata e della scarsa densità energetica. Ma studi sono in corso, a cominciare da quello del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, che ha annunciato di aver sviluppato una batteria agli ioni di sodio con una longevità estesa. I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Energy, evidenziano come queste batterie hanno il potenziale per poter alimentare i veicoli elettrici del futuro.

Per potere espandere le potenzialità delle batterie agli ioni di sodio bisogna rivedere la composizione di elettroliti nella cella elettrochimica della batteria. L'elettrolita si forma sciogliendo i sali nei solventi, il che dà luogo a ioni carichi che fluiscono tra gli elettrodi positivo e negativo. Nel tempo, tuttavia, le reazioni elettrochimiche che mantengono il flusso di energia si indeboliscono fino al punto in cui la batteria non può più ricaricarsi.

Il team di ricercatori ha quindi ha affrontato il problema sostituendo la soluzione liquida e il tipo di sale che vi si trova all'interno per creare una nuova composizione di elettroliti. In questo modo è riuscito a irrobustire la pellicola protettiva sull'estremità negativa (l'anodo), la quale è fondamentale perché consente il passaggio degli ioni di sodio preservando la durata della batteria.

La nuova ricetta di elettroliti, quindi, stabilizza la pellicola protettiva e genera uno strato protettivo ultrasottile anche sul polo positivo (il catodo), contribuendo a una maggiore stabilità dell'intera unità. Per la prima volta, gli scienziati hanno esteso notevolmente il numero di cicli di ricarica (fino a 300) con una perdita minima di capacità in una batteria delle dimensioni di una moneta.

Questo studio è condotto da Jiguang (Jason) Zhang, un pioniere delle tecnologie delle batterie con oltre 23 invenzioni brevettate nelle tecnologie di accumulo di energia. Le batterie agli ioni di sodio rimangono inferiori a quelle agli ioni di litio sotto molteplici aspetti, tra cui quello relativo alla densità energetica, ma sono comunque di interesse perché meno soggette ai cambiamenti di temperatura.

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