• Articolo Los Angeles, 1 marzo 2018
  • La svolta chimica nelle batterie al sodio

  • Creati dei dispositivi d’accumulo low cost in grado di immagazzinare e distribuire in modo rapido ed efficiente l’energia prodotta dai pannelli solari e dalle turbine eoliche

batterie al sodio

 

La sorpresa del manganese monovalente nelle batterie al sodio

(Rinnovabili.it) – Per anni era stato solo ipotizzato. Ora un gruppo di chimici è riuscito a individuare un nuovo stato chimico per il manganese, una scoperta che potrebbe aprire le porte alla prossima generazione di batterie al sodio economiche e ad alte prestazioni. Il merito va ad un nutrito gruppo di scienziati appartenenti al Laboratorio Nazionale Lawrence Berkeley, una delle braccia di ricerca finanziate dal Dipartimento dell’Energia statunitense, alla New York University e alla società hi-tech Natron Energy.

Insieme hanno testano un nuovo design per le batterie al sodio che permette al dispositivo stesso di immagazzinare e distribuire in modo rapido ed efficiente l’energia. “La richiesta di un approvvigionamento energetico sostenibile richiede tecnologie di immagazzinamento dell’energia economicamente efficienti e ad alte prestazioni”, spiegano i ricercatori nell’articolo pubblicato su Nature Communications.Qui riportiamo un sistema di batterie a ioni di sodio a basso costo e di lunga durata, innovando sia l’anodo che l’elettrolita”. 

 

>>Leggi anche Addio litio, la nuova batteria al sodio batte la concorrenza<<

 

Nel dettaglio, il nuovo elettrodo è costituito da una miscela di elementi – tra cui manganese, carbonio e azoto – chimicamente simile alla formula del pigmento noto come blu di Prussia.

“Solitamente, nelle batterie agli ioni di litio e agli ioni di sodio, l’anodo è per lo più a base di carbonio”, ha affermato Wanli Yang, scienziato del Berkeley Lab. Ma in questo caso, entrambi gli elettrodi della batteria utilizzano lo stesso tipo di materiali basati su elementi noti come “metalli di transizione” che sono utili in chimica perché possono mostrare vari stati di carica. La differenza fra i due elettrodi è che il catodo contiene anche ferro mentre nell’anodo è presente manganese in forma monovalente. Su questo stato chimico si specula da oltre 90 anni ma, fino a oggi, non vi sono mai state misurazioni che confermassero la forma monovalente. L’analisi tramite spettroscopia di assorbimento dei raggi X ha accertato la presenza di tale stato, mostrando anche le circostanze speciali che danno origine al manganese monovalente e che rendono di fatto più facile per gli elettroni viaggiare nel materiale. I prototipi di batterie al sodio realizzate dal team mostrano di riuscire a fornire fino al 90 percento dell’energia in un tempo di cinque minuti e di conservare circa il 95 percento della loro capacità di scarica iniziale dopo 1.000 cicli.

Un Commento

  1. NICOLA SPANO'
    Posted luglio 19, 2018 at 5:47 pm

    Il pigmento noto cme blu di Prussia può essere scritto così : [Na^+Fe^++Fe^+++(CN)^-6]. Questo sale colorarto in blu possiede una semplice struttura cubica in cui gli ioni sodio possono facilmente (con piccolo dispendio di energia) entrare ed uscire dai propri siti reticolari. Lo ione Mn^+ (monovalente) ha il volume adatto a sostituire gli ioni sodio del reticolo ed in tal modo si viene a creare INTERCALAZIONE di ioni SODIO nella fase di SCARICA e DISINTERCALAZIONE nella fase di CARICA [Sostituendo il sodio con il manganese]. Tuttavia la carica ionica complessiva del reticolo non cambia. Chiaramente gli studi sperimentali debbono garantire la stabilità degli ioni Mn^+ ed evitare dismutazioni del tipo: 2Mn+1 =Mn+2 +Mn in cui potrebbe ottenersi assieme ad ioni indesiderati anche manganese metallico.

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