Progettata la batteria sodio-zolfo dall’Università del Texas ad Austin. La ricerca è stata pubblicata sul Journal of the American Chemical Society
Una batteria sodio-zolfo creata dagli ingegneri dell’Università del Texas ad Austin risolverebbe uno dei più grandi ostacoli. Infatti alle onnipresenti batterie agli ioni di litio che alimentano qualsiasi cosa, dagli smartphone alle elettriche veicoli, ci sarebbe all’orizzonte un’alternativa molto più valida.
Sì, perchè il sodio e lo zolfo si distinguono come materiali interessanti per una futura produzione di batterie: sono più economici e più ampiamente disponibili rispetto a materiali come il litio e il cobalto e soprattutto perchè sono sostenibili dal punto di vista ambientale.
Per questo motivo, i ricercatori hanno lavorato negli ultimi due decenni per rendere praticabili le batterie a base di sodio a temperatura ambiente. D’altra parte questi due elementi abbondano in natura e con l’ampliamento dell’elettrificazione e la maggiore necessità di stoccaggio di energia rinnovabile in futuro, i costi e l’accessibilità saranno l’unico fattore dominante.
I ricercatori, negli ultimi tempi, hanno ottimizzato la composizione dell’elettrolita, ovvero il liquido che facilita il movimento degli ioni tra il catodo e l’anodo per stimolare la carica e la scarica delle batterie. Hanno affrontato il problema comune nelle batterie al sodio, quello della crescita di strutture aghiformi, chiamate dendriti, sull’anodo che possono causare il rapido degrado della batteria, il cortocircuito e persino l’incendio o l’esplosione. Nei precedenti elettroliti per batterie sodio-zolfo, i composti intermedi formati dallo zolfo si dissolvevano nell’elettrolita liquido e migravano tra i due elettrodi all’interno della batteria. Questa dinamica, nota come spola, può portare a perdita di materiale, degradazione dei componenti e formazione di dendriti.
I ricercatori hanno creato così un elettrolita che impedisce allo zolfo di dissolversi e quindi risolve i problemi di spola e dendrite. Ciò consente un ciclo di vita più lungo per la batteria, mostrando prestazioni stabili su 300 cicli di carica-scarica. Il nuovo elettrolita della batteria è stato progettato diluendo una soluzione salina concentrata con un solvente inerte che ne preserva lo stato e quindi prolunga la durata della batteria. Il prezzo del litio è notevolmente aumentato durante lo scorso anno, motivo per cui è necessario trovare delle valide alternative. Ma non solo. L’estrazione del litio è impattante nell’ambiente specie quando avviene nei fondali marini. Al contrario il sodio è disponibile nell’oceano e la sua estrazione non comporta impatti negativi sull’ambiente.
Le batterie agli ioni di litio in genere utilizzano anche il cobalto, che è costoso e viene estratto principalmente nella Repubblica Democratica del Congo in Africa, con impatti significativi sulla salute e sull’ambiente. Ora i ricercatori hanno intenzione di sfruttare la loro scoperta testandola sun batterie più grandi per vedere se può essere applicabile a tecnologie, come i veicoli elettrici e lo stoccaggio di risorse rinnovabili come l’eolico e il solare.
