Batterie agli ioni di sodio, nuovo materiale permetterà di sostituire il costoso litio?

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Un materiale nuovo che potrebbe essere usato per le batterie agli ioni di sodio, che potrebbero un giorno sostituire le batterie agli ioni di litio, viene descritto in un nuovo studio prodotto da ricercatori della Skoltech e dell’Università statale Lomonosov di Mosca. Secondo quanto riferisce il comunicato, il nuovo materiale composto da polvere di fluoruro di fosfato di sodio-vanadio ed è caratterizzato da una struttura cristallina particolare.

Accumulo energetico da record

Il nuovo materiale si inserisce nel catodo della batteria e permette alla stessa batteria un accumulo energetico da record. Questo materiale permette di eliminare uno dei principali colli di bottiglia delle batterie agli ioni di sodio che risiede proprio nell’accumulo dell’energia.

Cosa sono le batterie agli ioni di sodio?

Sostituire le batterie agli ioni di litio oggi sembra impossibile eppure sono tanti i team di scienziati che stanno cercando un’alternativa più efficiente. In tutti questi percorsi di ricerca si inserisce quello relativo alle batterie agli ioni di sodio. Al di là del fatto che il sodio é più abbondante del litio, caratteristica che da sola basterebbe per abbassare i prezzi di produzione, questa nuova tecnologia non è soggetta ad uno dei principali difetti delle batterie agli ioni di litio: l’infiammabilità.

Come sono fatte le batterie agli ioni di sodio?

Le batterie agli ioni di sodio mostrano una struttura di base molto simile a quella delle batterie agli ioni di litio; cambiano sostanzialmente gli accumulatori. Tuttavia i componenti principali debbono essere fatti materiali diversi, in particolare il catodo.

Maggiore durata e una maggiore efficienza

I ricercatori hanno concentrato le loro attenzioni, proprio per quanto riguarda i possibili materiali catodici, su un mix di due materiali, fluoruri di fosfato di sodio e di vanadio. Come spiega Stanislav Fedotov, professore allo Skoltech e uno degli autori dello studio, questi materiali sono composti datomi degli stessi elementi ma hanno una struttura diversa. “Il nostro materiale si confronta bene anche con la classe dei materiali stratificati per catodi: fornisce all’incirca la stessa capacità della batteria e una maggiore stabilità, il che si traduce in una maggiore durata e una maggiore efficienza in termini di costi della batteria”, spiega Fedotov. Quest’ultimo accenna anche al fatto che il potenziale a livello teorico del materiale che hanno utilizzato non è stato neanche pienamente raggiunto.

Basterà sostituire gli accumulatori agli ioni di litio nelle batterie?

Secondo i ricercatori, una volta che la ricerca su questi tipi di materiali sarà diventata matura, gli accumulatori agli ioni di litio nelle batterie, ad esempio in quelle dei veicoli elettrici oppure in quelle dei parchi eolici e solari, potrebbero essere rimpiazzati con quelli agli ioni di sodio. Questi accumulatori permettono una maggiore capacità di accumulo. Inoltre possono funzionare anche a temperature più basse, un fattore importante per i paesi più freddi.

Note e approfondimenti

  1. Development of vanadium-based polyanion positive electrode active materials for high-voltage sodium-based batteries | Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-022-31768-5)


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