La produzione di massa è il traguardo finale di ogni tecnologia che ha come obiettivo non solo il progresso scientifico, ma anche il benessere collettivo. E di recente sembra sia stato raggiunto tale traguardo proprio dalle batterie al sodio.
Tecnologia economica ma dalla lavorazione molto complessa, dall’Università di Osaka è appena stato reso noto un nuovo processo atto a garantire la loro produzione su larga scala. Ma prima andiamo a vedere cosa sono le batterie al sodio.
Cosa sono le batterie al sodio
Conosciute impropriamente come batterie al sale, come riporta Rinnovabili, le batterie al sodio hanno come fondamento e vantaggio principale la notevole abbondanza e facilità di reperimento di questo metallo alcalino, che rende tali batterie un concorrente di primo livello dei confronti del litio.
Nonostante ciò, ha ancora non pochi vizi intrinsechi, come la minore capacità energetica, anche se una recente ricerca ha permesso la realizzazione di un’unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.
E così anche il problema dell’elettrolita solido da utilizzare, almeno per dare un ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica. La soluzione più congeniale sarebbe la sintesi degli elettroliti solforati, ma fino ad oggi non risultava idonea per una produzione di massa di batterie del genere.
Per fortuna che l’Università di Osaka ha risolto anche questo problema, con un processo e un’elettrolita specifico da usare.
Da Osaka arriva la soluzione per la produzione di massa
Come soluzione ai problemi di lavorazione per una produzione su larga scala, riporta Techxplore, i professori dell’Università Metropolitana di Osaka, Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayashi, hanno guidato un team di ricerca nello sviluppo di un processo che potesse portare alla sintesi su larga scala di solfuri contenenti sodio.
Utilizzando appunto questi polisolfuri di sodio (solfuri con due o più atomi di zolfo) sia come materiale che come flusso per la fusione, il team ha creato un’elettrolita solido a base di solfuri con la più alta conducibilità ionica al sodio riportata al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per un uso pratico), più un’elettrolita vetroso dotato di un’elevata resistenza alla riduzione.
La sintesi su larga scala di tali elettroliti con elevata conducibilità e formabilità è di fatto fondamentale per l’uso pratico delle batterie al sodio a stato solido.
Come ha dichiarato il professor Sakuda, il nuovo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali contenenti solfuro di sodio. E rispetto ai metodi convenzionali, questo processo rende più facile ottenere materiali che mostrano prestazioni più elevate. Pertanto, c’è da sperare che questo possa diventare il processo principale per lo sviluppo futuro di materiali per batterie al sodio allo stato solido.
Se vuoi saperne di più su questo studio, ti consigliamo la lettura dei risultati pubblicati su Energy Storage Materials e Inorganic Chemistry.
Akira Nasu et al, Utilizing reactive polysulfides flux Na2S for the synthesis of sulfide solid electrolytes for all-solid-state sodium batteries, Energy Storage Materials (2024). DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103307
Tomoya Otono et al, High-Sodium-Concentration Sodium Oxythioborosilicate Glass Synthesized via Ambient Pressure Method with Sodium Polysulfides, Inorganic Chemistry (2024). DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c04101
