• Articolo Ginevra, 23 novembre 2017
  • La nuova batteria al sodio allo stato solido, più sicura e potente

  • I ricercatori svizzeri hanno sviluppato un nuovo prototipo di batteria che potrebbe aumentare la quantità di energia immagazzinata, mantenendo alti livelli di sicurezza e affidabilità

batteria al sodio allo stato solido

 

La batteria al sodio allo stato solido che viene dalla Svizzera

(Rinnovabili.it) – Che si tratti di telefoni, computer portatili o auto elettriche, le batterie sono ormai diventate elementi indispensabili della vita quotidiana. E per soddisfare le aspettative dei consumatori, devono essere sempre più leggere, potenti e progettate per durare più a lungo. La soluzione più utilizzata al momento è la tecnologia agli ioni di litio; tuttavia, nonostante i progressi tecnici raggiunti, è ancora relativamente costosa e può rappresentare un rischio per la sicurezza se utilizzata in maniera impropria.  Per soddisfare la crescente domanda proveniente dai settori di mercato emergenti (dai veicoli elettrici all’accumulo stazionario), i ricercatori dell’Empa e l’Università di Ginevra (UNIGE), entrambi in Svizzera, hanno messo a punto un nuovo prototipo di batteria al sodio allo stato solido, alternativa al litio economica, efficiente e sicura.

Di cosa si tratta? Una batteria allo stato solido è una pila in cui sia gli elettrodi che gli elettroliti sono solidi. Generalmente rientrano nella categoria dei dispositivi d’accumulo a bassa densità di potenza e alta densità d’energia. La principale limitazione in queste pile deriva dalla difficoltà di ottenere correnti elevate attraverso interfacce solide.

 

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In questo caso i ricercatori svizzeri hanno realizzato una batteria impiegando il metacromito di sodio (NaCrO2) per realizzare il catodo (il polo positivo) e il sodio metallico per l’anodo (il polo negativo), un metallo ultraleggero in grado di aumentare la quantità di energia che può essere immagazzinata. Nelle tradizionali batterie agli ioni di litio, l’anodo impiega “obbligatoriamente” grafite, alternativa meno, per così dire, capace ma più sicura: il litio metallico potrebbe portare alla formazione di minuscoli dendriti in grado di cortocircuitare il dispositivo.

La batteria al sodio allo stato solido, invece, consente l’utilizzo di un anodo metallico dal momento che l’elettrolita, proprio perché non liquido, blocca la formazione di dendriti. “Ma dovevamo ancora trovare un conduttore ionico solido adatto che, oltre non essere tossico, fosse chimicamente e termicamente stabile, permettendo al sodio di muoversi facilmente tra l’anodo e il catodo”, spiega Hans Hagemann, professore nel Dipartimento di Chimica Fisica dell’UNIGE.

 

Il candidato ideale si rivelato essere un closo-borano, un conduttore organico a base di boro che permette agli ioni sodio di circolare liberamente, eliminando il rischio di incendio della batteria durante la ricarica. Gli scienziati hanno testato la batteria al sodio allo stato solido per oltre 250 cicli di carica e scarica, scoprendo che aveva mantenuto l’85% della sua capacità energetica originale. “Ma occorrono 1200 cicli – affermano i ricercatori – prima che la batteria possa essere messa sul mercato”. I risultati della ricerca sono stati pubblicati qui.

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