Il potenziale delle batterie agli ioni di sodio
Una visione equilibrata di una tecnologia promettente
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Le batterie agli ioni di sodio sono diventate un tema caldo: Sono considerate economicamente vantaggiose e ampiamente disponibili. Allo stesso tempo, si potrebbe ridurre la dipendenza dalle catene di approvvigionamento asiatiche. Ma questa tecnologia mantiene ciò che promette? In occasione del Battery Day del 18 febbraio, giorno del compleanno dell'inventore della prima batteria, Alessandro Volta, i responsabili della divisione MEET, il Dr. Johannes Kasnatscheew e il Dr. Markus Börner, danno un'occhiata alle potenzialità delle batterie agli ioni di sodio.
La tecnologia al sodio occupa una nicchia
Il sodio è il sesto elemento più abbondante nella crosta terrestre e rappresenta circa il 2,3-2,8% del peso. Il litio, invece, si colloca intorno al 30° posto. Di conseguenza, questo materiale si è sviluppato come una promettente aggiunta al litio nella ricerca sulle batterie. "Le batterie agli ioni di sodio occuperanno una nicchia in futuro, ma è improbabile che sostituiscano le batterie agli ioni di litio", spiega il dott. Johannes Kasnatscheew, responsabile della divisione di ricerca Materiali del MEET. Rispetto alle batterie agli ioni di litio, le celle con ioni di sodio hanno una densità energetica inferiore. I loro maggiori concorrenti sono le batterie agli ioni di litio con catodo di litio-ferro-fosfato (LFP), poiché entrambe hanno proprietà simili. Markus Börner, responsabile della divisione di ricerca MEET Cell System, spiega: "Le batterie agli ioni di sodio presentano vantaggi, ad esempio, alle basse temperature". I motivi sono il carbonio duro nell'anodo e il solvente propilene carbonato nell'elettrolita invece del comune etilene carbonato.
Inoltre, la tecnologia agli ioni di sodio può essere utilizzata in applicazioni come i sistemi di accumulo di energia stazionari e gli e-scooter. I prodotti con batterie agli ioni di sodio sono già disponibili sul mercato asiatico. Ma vengono utilizzati anche in Europa in alcune applicazioni. "In Francia, ad esempio, c'è un produttore che installa batterie agli ioni di sodio in avvitatori a batteria", spiega Börner. Uno dei motivi per cui queste celle possono già essere prodotte è che le linee di produzione di batterie agli ioni di litio esistenti possono essere adattate alla produzione di celle agli ioni di sodio senza grandi sforzi.
Il vantaggio principale: Ridurre le dipendenze
Tuttavia, gli scienziati del MEET sottolineano che i potenziali vantaggi in termini di costi devono essere considerati in modo olistico. Kasnatscheew spiega che: "Non è importante il prezzo di un singolo materiale, ma piuttosto il prezzo per chilowattora. In questo senso, le batterie LFP sono attualmente più convenienti di quelle al sodio". Tuttavia, il sodio permette di diventare meno dipendente dalle fluttuazioni del prezzo del litio. "Da un punto di vista strettamente economico, il sodio è particolarmente interessante quando il litio è costoso", afferma Kasnatscheew.
Grazie alla sua elevata disponibilità, l'elemento offre anche l'opportunità di creare una catena di approvvigionamento europea. Börner sottolinea che: "Si tratta di un processo che richiede tempo. Non saremo in grado di competere con il mercato di massa a basso costo delle batterie agli ioni di litio dall'oggi al domani. Di conseguenza, però, l'Europa sarà più indipendente e sicura per il futuro con una produzione propria di celle per batterie".
Forte ricerca e sviluppo in Germania e in Europa
Per raggiungere questo obiettivo, sono necessarie ulteriori ricerche sulla tecnologia agli ioni di sodio. Esistono diverse opzioni per i materiali da utilizzare nel catodo, ad esempio. Una possibilità è un ossido stratificato a base di nichel-ferro-manganese (NFM), che offre un buon equilibrio tra stabilità strutturale e prestazioni elettrochimiche. Nell'anodo, il collettore di corrente convenzionale a base di rame può essere sostituito dall'alluminio, che è sostanzialmente più leggero.
Al MEET Battery Research Center, il team lavora quindi su diversi progetti per sviluppare ulteriormente le batterie agli ioni di sodio per uso industriale: dai materiali all'invecchiamento, fino alle analisi complete. L'istituto fa parte del più grande consorzio tedesco per la tecnologia agli ioni di sodio: il progetto "Sodium-Ion-Battery Deutschland Forschung - SIB:DE FORSCHUNG". Un altro progetto è Na.Ion.NRW, in cui il team mira a produrre celle per batterie agli ioni di sodio di grande formato su scala pilota. A lungo termine, la tecnologia dovrebbe essere utilizzata in concetti di accumulo di energia stazionaria. Nella cooperazione franco-tedesca "HIPOBAT - High Power Batteries", MEET e i suoi partner conducono ricerche sulle batterie al sodio ad alte prestazioni.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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