Le batterie agli ioni di sodio: un futuro senza litio

In un futuro fatto di auto elettriche, si cercano soluzioni che possano abbattere i costi e aumentare invece le prestazioni e la sicurezza dei veicoli

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In questi giorni non si parla d’altro: l’Europa vuole trasformare la mobilità e renderla al 100% elettrica. Non tutti i Paesi però sono d’accordo, e quindi cercano alternative.

Primo su tutti l’Italia: Giorgia Meloni è contro lo stop alla vendita di auto a benzina e diesel dal 2035. La riduzione delle emissioni è assolutamente necessaria, questo è vero, ma il nostro Paese non è pronto a questo cambio repentino, a causa dei prezzi ancora molto alti delle auto elettriche e della scarsità di colonnine per la ricarica. La Germania propone invece delle soluzioni alternative, quindi l’utilizzo degli stessi motori termici, ma alimentati da carburanti sintetici e sostenibili. Insomma, vedremo come proseguirà la questione nei prossimi mesi, che è tutt’altro che semplice.

Tra le tematiche emerse, oggi parliamo anche di nuove possibili batterie che potrebbero costare meno e offrire prestazioni elevate, senza il rischio di incendiarsi.

Le batterie con elettrolita acquoso e sodio

Per la realizzazione delle batterie agli ioni di litio usate per le auto elettriche servono metalli preziosi tra cui il nichel, il manganese e il cobalto. Ma oggi pare arrivare una soluzione che potrebbe abbassare i costi: la batteria con acqua salata.

Degli studi realizzati di recente infatti hanno dato la possibilità ai ricercatori di realizzare delle batterie proprio con acqua e sale, in grado di fornire tra l’altro ottimi risultati in termini di efficienza e prestazioni.

Per la creazione di queste batterie vengono usati elettroliti a base acquosa, una soluzione nuova, che riesce a garantire ottimi vantaggi in termini di sicurezza: si tratta infatti di un elemento difficilmente infiammabile. E questo lo si sa da tempo.

C’è una problematica che però deve essere risolta: questa tipologia di elettroliti, per assicurare il corretto funzionamento delle batterie, deve contenere un’alta quantità disciolta di sodio, che però pone in essere a sua volta due limiti importanti.

Il primo è legato alla bassa densità energetica, il secondo alla stretta finestra elettrochimica dell’acqua, ovvero l’intervallo di tensione all’interno del quale si hanno prestazioni stabili).

Come abbattere questi limiti e usare le batterie al sodio

È stato trovato il modo di abbattere però questi limiti, grazie a un team di ricercatori svedesi che, studiando appunto gli elettroliti acquosi, hanno scoperto che la soluzione potrebbe essere l’utilizzo di alte concentrazioni di sale. Alte al punto da arrivare a parlare di sali fusi idrati a temperatura ambiente.

La scoperta: un elettrolita acquoso con un’elevata quantità di sodio è in grado di incrementare la stabilità elettrochimica, che può addirittura raddoppiare.

Ma non è tutto oro quel che luccica. Usare infatti una quantità di sale così alta può scatenare altri problemi, tra cui la cristallizzazione indesiderata dell’elettrolita per saturazione, che va nuovamente a invalidare le prestazioni. Come risolvere? La grande novità è che sono stati trovati dei solventi che possono bloccare la cristallizzazione.

In questo modo di possono realizzare batterie agli ioni di litio con elettrolita liquido non infiammabile e con una buona stabilità, in grado di mantenere buone prestazioni anche per più di 500 cicli di carica e scarica. I ricercatori hanno provato a inserire ancora più sale, soddisfatti dei risultati ottenuti, e una maggior quantità di solventi, per riuscire a modificare l’attività delle molecole d’acqua durante il passaggio degli ioni di litio e quindi ottenere una batteria in grado di garantire prestazioni e stabilità ancora più alte.

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07/03/2023

fonte: Virgilio Motori