Rivoluzione nel campo dello stoccaggio energetico. Dal Laboratory for Energy Storage and Conversion (LESC) arriva la prima batteria al sodio allo stato solido che non richiede alcun anodo, così da poter garantire una ricarica ancora più stabile e molti più cicli di ricerca non solo per le celle delle auto elettriche, ma anche per quelle degli impianti industriali.
Dal LESC la prima batteria al sodio senza anodo
Riferisce The Engineer, nell’ultima ricerca del LESC pubblicata su Nature Energy si è voluto sviluppare una batteria che potesse essere “rivale” di quella commercializzata recentemente da QuantumScape. Ovvero una batteria senza anodo, ma stavolta allo stato solido e con la base di sodio.
Perché si parla di una rivoluzione per il settore delle batterie e lo stoccaggio energetico? Perché, secondo il LESC, eliminare l’anodo e utilizzare il sodio al posto del litio rende queste batterie più economiche e rispettose dell’ambiente. Inoltre, grazie al fatto di essere allo stato solido, le batterie risultano sicure e potenti.
Ovviamente per raggiungere questo risultato il team di ricerca ha dovuto affrontare non poche sfide, tutte relative alla chimica di base di queste batterie.
Il problema delle batterie al sodio allo stato solido
Oggi esistono batterie al sodio, così come allo stato solido e senza anodo. Ma nessuna che abbia tutte e tre queste caratteristiche.
Il motivo? In primis le reazioni di interfaccia anodo-elettrolita liquido. Riporta The Engineer, in una batteria tradizionale, gli ioni vengono immagazzinati in un anodo durante la ricarica, per poi fluire attraverso un elettrolita verso il catodo durante l’uso. Le batterie prive di anodo, invece, depositano gli ioni direttamente su un collettore di corrente, permettendo una maggiore tensione della cella, un costo inferiore e una densità energetica aumentata.
Ma solo se c’è un buon contatto tra l’elettrolita e il collettore di corrente. Sostanzialmente possibile con un elettrolita liquido, ma non con uno solido. Infatti, per creare una batteria al sodio con la stessa densità energetica richiesta, il team ha dovuto sviluppare una nuova architettura. O meglio un nuovo collettore di corrente, nel nostro caso sviluppato con polvere di alluminio, che gli permette di “comportarsi” come un liquido avvolgendo l’elettrolita. In questo modo mantiene un contatto simile a quello di un liquido con l’elettrolita, così da ottenere cicli di ricarica efficienti e a basso costo.
Per saperne di più su questo studio, consigliamo la lettura completa del paper disponibile su Nature Energy.
Grayson Deysher, Jin An Sam Oh, Yu-Ting Chen, Baharak Sayahpour, So-Yeon Ham, Diyi Cheng, Phillip Ridley, Ashley Cronk, Sharon Wan-Hsuan Lin, Kun Qian, Long Hoang Bao Nguyen, Jihyun Jang & Ying Shirley Meng, Design principles for enabling an anode-free sodium all-solid-state battery, Nature Energy (2024), DOI: s41560-024-01569-9.
