Le batterie agli ioni di sodio sono viste da più parti come la strada per ridurre la dipendenza dalla Cina nel settore delle auto elettriche. E se sino ad ora erano gravate da un problema di non poco conto, quello della densità energetica, ora sembra che siano in arrivo novità di grande rilievo in tal senso. I ricercatori della Princeton University, nel New Jersey, affermano infatti di aver compiuto notevoli progressi in questo campo. Andiamo a vedere quindi di cosa si tratta, realmente.
La scoperta dei ricercatori di Princeton
Un team di ricercatori guidato dal professor Mircea Dincă, il cui laboratorio è sostenuto dal punto di vista finanziario da Lamborghini, è riuscito a sviluppare un’alternativa definita “entusiasmante” per quanto concerne la produzione di batterie agli ioni di sodio ad alta capacità. Aumentando in tal modo la probabilità che tale tecnologia possa essere messa in commercio e applicata a più tipi di veicoli, e non solo nei veicoli urbani a prezzi accessibili.
Occorre ricordare che sino ad oggi, i tentativi di sviluppare batterie agli ioni di sodio hanno dovuto fare i conti con un ostacolo di non poco conto, rappresentato dalla loro bassa densità energetica. In pratica, a parità di dimensioni, sono in grado di immagazzinare un minor quantitativo di energia rispetto ad una batteria al litio, garantendo una minora autonomia ai veicoli elettrici che le adottano.
La squadra diretta da Dincă è però riuscita a bypassare questo problema facendo ricorso ad un innovativo materiale catodico, il bis-tetraamminobenzochinone (TAQ). Si tratta di un solido organico stratificato in grado di migliorare in maniera notevole la densità di energia e quella di potenza delle batterie al sodio. Raggiungendo per tale via livelli paragonabili, e persino superiori, a quelli tipici delle attuali batterie al litio.
La nuova tecnologia utilizza quasi per intero la materia attiva
Stando a quanto assicurato dal team dei ricercatori, la nuova tecnologia sarebbe in grado di utilizzare praticamente il 100% della materia attiva. Riuscendo di conseguenza a raggiungere una capacità massima prossima al massimo teorico conseguibile. Senza contare che il design dei nanotubi di carbonio è in grado di favorire una migliore conduzione degli elettroni e una distribuzione omogenea del materiale all’interno dell’elettrodo, traducendosi in una ricarica più rapida ed efficiente.
In termini pratici, tutto ciò significa che una batteria al sodio realizzata con questo materiale potrebbe essere caricata in meno tempo rispetto alle attuali batterie al litio, mantenendo al contempo un’elevata capacità di accumulo di energia. Inoltre, essendo il TAQ molto stabile all’aria e all’umidità, può essere conservato a lungo e sopporta temperature elevate senza degradarsi.
Il tutto con un altro asso da sottolineare da un punto di vista commerciale: i benefici in questione sono resi possibili mantenendo i bassi costi che sono tipici della tecnologia agli ioni di sodio. Tali da andarsi a riflettere in un possibile abbattimento dei costi di produzione.
I benefici sono per molti settori, non solo per gli EV
Occorre sottolineare ancora una volta che la scoperta dei ricercatori di Princeton, pubblicata sul Journal of the American Chemical Society, va a segnare un passo importante nell’evoluzione della tecnologia delle batterie al sodio. Apre infatti nuove possibilità non solo per veicoli elettrici più convenienti e dalle prestazioni migliori, ma anche per applicazioni come data center, reti elettriche e sistemi di backup negli impianti di energia rinnovabile.
Com’è noto, il litio è ormai da decenni il pilastro delle batterie, essendo presente in quelle di tutti i dispositivi elettronici, a partire dai cellulari e passando ai computer portatili, oltre che nei i veicoli elettrici. Se il suo prezzo stia calando drasticamente, resta un materiale costoso, presentando in notevole problema: la dipendenza dalle catene di approvvigionamento. È infatti concentrato in pochi luoghi del pianeta e la maggior parte della raffinazione e della produzione finale avviene in Cina.
Il sodio, al contrario è un elemento molto abbondante, presente nell’acqua di mare e nella crosta terrestre, oltre che molto economico, traducendosi in batterie molto più economiche. La sua distribuzione lungo tutto il pianeta, riduce quindi la dipendenza dalla Cina, eliminando in definitiva le tensioni geopolitiche generate dalle risorse di litio. Una serie di caratteristiche che ne stanno favorendo la popolarità.