Batterie Sodio-Aria, la ricerca Basf fa ben sperare

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Una nuova classe di batterie, le Sodio-Aria, potrebbe porre rimedio agli inconvenienti delle batterie Litio-Aria e portare ad auto elettriche con autonomie di 1500 km o più. Basf è all’avanguardia in questo campo e ha già depositato un brevetto

La tecnologia delle batterie Litio-Aria è sicuramente promettente grazie soprattutto all’elevata densità energetica (circa 3,5 kWh per kg), molte volte maggiore di quella delle comuni batterie Litio-Ioni oggi largamente usate.

Tuttavia è difficile costruire delle batterie Litio-Aria che siano ricaricabili, a causa di fenomeni di instabilità dell’elettrolita e di altri componenti interni della batteria a causa della presenza di ossigeno libero, estremamente reattivo. Qualche miglioramento si è ottenuto utilizzando elettrodi di oro, poco propenso a reagire con l’ossigeno e quindi in grado di rimanere stabile a lungo, ma restano comunque problemi di dissipazione per via termica di una significativa quota dell’energia immagazzinata.

La novità scoperta dai ricercatori Basf consiste nella sostituzione del Litio con il Sodio in queste batterie ad aria. La densità energetica si riduce circa della metà, a 1,6 kWh/kg, ma in compenso si ottiene un vantaggio estremamente significativo. Il composto formato dal sodio con l’ossigeno, infatti, è più stabile del corrispondente perossido formato dal Litio, non si decompone e resta disponibile per l’inversione della reazione in fase di ricarica. Inoltre le reazioni di dissociazione e ossidazione fra Sodio e Ossigeno avvengono facilmente e hanno una elevata efficienza energetica.

Da non sottovalutare è anche il fatto che il Sodio è un elemento estremamente abbondante sulla Terra – oltre 1.000 volte più abbondante del Litio. E’ anche diffuso ovunque, visto che è facilmente estraibile dagli oceani essendo presente nel comune sale da cucina.

La struttura della batteria sodio-aria utilizzano un elettrodo di sodio metallico, un separatore in fibra di vetro e un elettrodo in fibra di carbonio, nelle cui minutissime cavità può facilmente diffondersi l’ossigeno. L’elettrolita è un sale di sodio.

Le microfotografie sotto mostrano che sui filamenti di carbonio del catodo, durante la scarica, si depositano microcristalli che poi spariscono in fase di ricarica.

Nei primissimi prototipi finora realizzati risulta però ancora insoddisfacente il mantenimento della densità energetica dopo vari cicli di carica-scarica: ogni ciclo deteriora la capacità della batteria, tanto che dopo una decina di cicli l’energia immagazzinabile quasi si annulla.

 

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