Batterie al sodio

Le batterie al sodio che funzionano come quelle al litio

Un team di ricercatori avrebbe messo a punto un prototipo di batteria agli ioni di sodio in grado di funzionare al pari delle omologhe al litio
Le batterie al sodio che funzionano come quelle al litio FASTWEB S.p.A.

Le batterie che usano gli ioni di sodio, anziché lo ione di litio comune, potrebbero offrire una serie di vantaggi grazie all'abbondanza e alla natura economica dell'elemento. Gli scienziati della Washington State University hanno escogitato un progetto definito come un potenziale punto di svolta in questo settore: una batteria agli ioni di sodio che offre una capacità energetica e una capacità ciclica comparabili ad alcune batterie agli ioni di litio già sul mercato.

In un certo senso, le batterie agli ioni di sodio funzionano proprio come le batterie agli ioni di litio, generando energia facendo rimbalzare gli ioni tra una coppia di elettrodi in un elettrolita liquido. Uno dei problemi nella loro forma attuale, tuttavia, è che mentre ciò accade, i cristalli di sodio inattivi tendono ad accumularsi sulla superficie dell'elettrodo caricato negativamente, il catodo, cosa che finisce per uccidere la batteria. Inoltre, le batterie agli ioni di sodio non trattengono la stessa energia delle loro controparti agli ioni di litio.

"La sfida principale è che la batteria abbia sia un'alta densità di energia che una buona durata del ciclo", afferma Junhua Song della Washington State University, autore principale dell'articolo. Song e il suo team credono di aver trovato una soluzione a queste carenze. La sperimentazione con la progettazione di batterie agli ioni di sodio ha portato il team a produrre una versione con un catodo fatto di ossido di metallo a strati e un elettrolita liquido con una maggiore concentrazione di ioni sodio.

Durante i test, il team ha scoperto che ciò ha portato a un'interazione molto più fluida tra l'elettrolita e il catodo, consentendo il movimento continuo degli ioni di sodio ed evitando il fastidioso accumulo di cristalli inattivi sulla superficie del catodo stesso. Il risultato ha mostrato che la batteria tende ad offrire una capacità simile ad alcune batterie agli ioni di litio e con una generazione ininterrotta di elettricità, mantenendo l'80% della sua carica dopo 1.000 cicli.

"La nostra ricerca ha rivelato la correlazione essenziale tra evoluzione della struttura del catodo e l'interazione superficiale con l'elettrolita", afferma Lin. "Questi sono i migliori risultati mai registrati per una batteria agli ioni di sodio con un catodo a strati, dimostrando che questa è una tecnologia praticabile che può essere paragonabile alle batterie agli ioni di litio."

Entusiasti dei risultati, il team sta ora studiando come l'elettrolita interagisce con il catodo, per comprendere meglio queste interazioni, con la speranza di migliorare ulteriormente il progetto, possibilmente anche per evitare l'uso di altri metalli rari come il cobalto.

"Questo lavoro apre la strada alle batterie agli ioni di sodio e le intuizioni fondamentali che abbiamo acquisito sull'interazione catodico-elettrolita fanno luce su come potremmo sviluppare futuri materiali catodici privi o a basso contenuto di cobalto nelle batterie agli ioni di sodio e in altri tipi di prodotti chimici per batterie", afferma Song. "Se riuscissimo a trovare alternative praticabili sia al litio che al cobalto, la batteria agli ioni di sodio potrebbe davvero essere competitiva con le batterie agli ioni di litio. E questo cambierebbe le cose."

Fonte: newatlas.com
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