Batteria sodio-zolfo: 4 volte la densità del litio

di Jacopo Brizzi

Il lavoro di un team internazionale dell'Università di Sidney ha reso le batterie efficienti a temperatura ambiente. Il risultato è una capacità energetica di 1.017 mAh/g, il quadruplo superiore a quella del litio.

di Jacopo Brizzi

13 dicembre 2022

Accumulatori meno costosi e più potenti degli attuali al litio? La risposta è sì, e oltretutto parliamo di una tecnologia decisamente collaudata, visto che è da 50 anni che gli scienziati hanno a che fare con tale tipologia di batterie.

Si parla di quelle a composizione sodio-zolfo, di certo non una novità in senso assoluto, ma grazie alla ricerca pare che l'ostacolo principale al loro utilizzo negli impieghi più gravosi, ossia le alte temperature, sia un problema superato.

Il risultato è frutto del nuovo design messo a punto da un team internazionale di ingegneri provenienti dagli atenei cinesi di Chongqing e di Wollongong in collaborazione con i ricercatori dell’Università di Sydney.

Perché il sodio-zolfo può "battere" il litio

In confronto al litio le batterie sodio-zolfo posso contare su diversi vantaggi. Rispetto alla tecnologia concorrente lo zolfo vanta un'energia specifica e volumetrica teorica di ben cinque volte superiore, così come la capacità teorica del catodo di zolfo è quasi dieci volte tanto quella di un normale catodo da batterie agli ioni di litio. Non dimentichiamo l'economicità degli accumulatori a sodio-zolfo, grazie all'abbondanza e al prezzo ridotto di quest'ultimo elemento.

Il lavoro dei ricercatori cinesi ed australiani è stato quello di rendere efficienti le batterie a temperatura ambiente, visto che di norma raggiungono il massimo rendimento a 300/350 °C. Tramite un semplice processo di pirolisi e grazie ad elettrodi a base di carbonio sono riusciti a migliorare la reattività dello zolfo e la reversibilità delle reazioni con il sodio.

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Gli accumulatori hanno raggiunto l'elevata capacità di 1.017 mAh/g a temperatura ambiente, un risultato migliore di circa quattro volte rispetto alle batterie agli ioni di litio, ma, cosa più importante, questo dato si è mantenuto piuttosto stabile nel tempo perdendo solo metà della capacità dopo 1.000 cicli di ricarica.

"Le soluzioni di stoccaggio prodotte utilizzando risorse abbondanti come il sodio - che può essere elaborato dall'acqua di mare - hanno anche il potenziale per garantire una maggiore sicurezza energetica e consentire a più Paesi di unirsi al passaggio verso la decarbonizzazione", afferma il capo ricercatore Shenlong Zhao.

Batterie a sodio-zolfo nell'impianto di stoccaggio energetico di Abu Dhabi

L'impiego naturale per le batterie a sodio-zolfo di nuova tecnologia dovrebbe riguardare gli impianti di accumulo energetico di grandi dimensioni, come i sistemi di storage per le rinnovabili, sfruttando i costi operativi ridotti rispetto all'utilizzo degli accumulatori al litio.