Batterie agli ioni di sodio: equivalenti a quelle al litio ma senza rischio per le materie prime

La transizione verso una società senza combustibili fossili è accompagnata dalla necessità di avere batterie sempre più performanti. Di contro, uno dei limiti allo sviluppo delle batterie stesse è la disponibilità di materie prime critiche come litio e cobalto, sempre meno disponibili in natura.

Una soluzione può arrivare dalle batterie agli ioni di sodio, i cui materiali sono abbondanti e facili di reperire. A supporto di questa tesi arriva la ricerca “Prospective life cycle assessment of sodium-ion batteries made from abundant elements” della Chalmers University of Technology secondo cui le batterie agli ioni di sodio hanno un impatto climatico equivalente a quello delle batterie agli ioni di litio, senza il rischio di rimanere senza materie prime.

“Le batterie agli ioni di litio stanno diventando una tecnologia dominante e rappresentano una soluzione migliore in termini di impatto sul clima, soprattutto quando si tratta di trasporti” ha dichiarato Rickard Arvidsson, professore associato di analisi dei sistemi ambientali alla Chalmers. “Ma il litio rappresenta un collo di bottiglia. Non è possibile produrre batterie a base di litio a livello mondiale con lo stesso ritmo con cui si desidera produrre auto elettriche. I depositi naturali di litio rischiano di esaurirsi a lungo termine”.

Batterie agli ioni di sodio, nessun rischio per le materie prime

La ricerca di nuovi materiali capaci di sostituire le materie prime più rare sta crescendo a ritmi impressionanti. In questo senso, le batterie agli ioni di sodio rappresentano una valida alternativa.

Attualmente utilizzate per l’accumulo stazionario di energia nella rete elettrica, il principale vantaggio di questa tecnologia è che i materiali utilizzati sono abbondanti e possono essere trovati in tutto il mondo.

Lo studio del ciclo di vita

Lo studio dei ricercatori è basato sull’analisi del ciclo di vita (dall’estrazione delle materie prime fino alla produzione della cella) di due diverse celle di batterie agli ioni di sodio con capacità teorica di accumulo di elettricità di 1 kWh a livello di cella. Entrambi i tipi di celle hanno un anodo costituito da carbonio duro proveniente, in un caso, da lignina di origine biologica, mentre nell’altro da fonti fossili, mentre il catodo è costituito dal cosiddetto “bianco di Prussia” (composto da sodio, ferro, carbonio e azoto).

L’elettrolita contiene un sale di sodio. La produzione è modellata per corrispondere ad una futura produzione su larga scala. Sono stati testati due diversi mix di elettricità, nonché due diversi metodi di allocazione delle risorse e delle emissioni.

“A seconda dello scenario in cui si guarda, le batterie agli ioni di sodio generano tra i 60 e poco più di 100 chilogrammi di anidride carbonica equivalenti per kilowattora di capacità teorica” ha dichiarato Rickard Arvidsson. “Un dato inferiore a quanto precedentemente riportato per questo tipo di batteria. È chiaramente una tecnologia promettente. Siamo giunti alla conclusione che le batterie agli ioni di sodio sono migliori delle batterie agli ioni di litio in termini di impatto sulla scarsità di risorse minerali, ed equivalenti in termini di impatto climatico”.

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