Prosegue senza soste la ricerca sulle batterie per le auto elettriche, viste dalle case come la chiave di volta per riuscire finalmente ad abbattere i costi dei veicoli ad emissioni zero e riuscire a renderli proponibili anche per le classi popolari, al momento escluse dal cammino verso forme di mobilità più sostenibili ambientalmente.
Lo sguardo di molti osservatori, a questo riguardo, è puntato sulle batterie agli ioni di sodio. La loro prerogativa, l’utilizzo del sale come alternativa economica al litio, la rendono in effetti una tecnologia sicuramente di grande interesse. Sono infatti, in grado di rendere le vetture elettriche più economiche, come richiesto dal mercato. Al tempo stesso presentano alcuni problemi che sembrano poterne ostacolare l’affermazione.
Batterie agli ioni di sodio: il problema della densità energetica
Le batterie agli ioni di sodio presentano una serie di pro e contro, da tenere in attenta considerazione. Tra i primi va a rientrare in particolare la maggiore facilità di reperimento della materia prima, tale da consentirgli un costo minore rispetto agli accumulatori al litio. A questa prima caratteristica ne aggiungono poi alte due:
- una minore combustibilità, che va a limitare il rischio di incendi;
- la capacità di funzionare anche a temperature più fredde, fino a -40 gradi, rispetto alle batterie tradizionali.
A questi vantaggi si contrappongono alcuni difetti molto evidenti, a partire dalla densità energetica, neo che sta rallentando e non di poco la loro diffusione nel mercato. In Cina ci sono già aziende che le producono e tra di esse CATL. Cui si va ad aggiungere BYD, che all’inizio del 2024 ha iniziato a costruire a Xuzhou, città a metà strada tra Pechino e Shanghai, il suo primo impianto di batterie di questo tipo, destinandole a e-bike e a veicoli a due o tre ruote.
Se in Cina sono già impiegate, durata del ciclo e velocità di carica sono ancora estremamente limitate. Un problema non lieve, cui si va ad aggiungere l’utilizzo di elettroliti liquidi organici, con sono però gravati da notevoli problemi di sicurezza.
Batterie agli ioni di sodio: il vanadio ne risolverà i problemi?
Alla Cina si sono poi aggiunti altri Paesi, a livello di ricerca. A partire dall’India, ove Reliance Industries sta allestendo una gigafactory destinata alla produzione entro la seconda metà del 2026. In Svezia, è invece Altris che si appresta ad avviare la produzione di un materiale agli ioni di sodio per le celle delle batterie. E, ancora, Natron Energy, che intende costruire un’enorme fabbrica di accumulatori al sodio nella Carolina del Nord, che porterebbe la sua attuale capacità produttiva ad aumentare di ben quaranta volte.
Naturalmente, nei laboratori aziendali fervono i lavori tesi a risolvere queste problematiche in modo da rendere fruibili commercialmente la tecnologia. In tale ambito, occorre segnalare in particolare gli studi condotti dal Canepa Research Laboratory dell’Università di Houston, che si avvale del contributo di scienziati francesi.
La squadra dei ricercatori è infatti riuscita a sviluppare una nuova formula per le batterie agli ioni di sodio, facendo leva sull’utilizzazione del vanadio. Il materiale innovativo che è scaturito da questo lavoro è stato chiamato fosfato di sodio e vanadio e va a migliorare l’efficienza del movimento degli ioni sodio durante i cicli di carica e scarica.
La densità energetica aumenta del 15%
I risultati che sono stati resi possibili da questo modus operandi, ovvero dall’aggiunta di vanadio, ha permesso di aumentare la densità energetica del 15%. Se nelle batterie tradizionali agli ioni di sodio tale dato si attesta ai 396 Wh/kg, con il nuovo procedimento è possibile innalzarlo e portarlo a 458 Wh/kg.
La chiave del suo risultato è da rintracciare nel fatto che il vanadio può esistere in più stati stabili, consentendogli di trattenere e rilasciare più energia. Queste le parole al proposito, sul rapporto pubblicato: “Il continuo cambiamento di tensione è una caratteristica fondamentale. Significa che la batteria può funzionare in modo più efficiente senza compromettere la stabilità dell’elettrodo. È un punto di svolta per la tecnologia agli ioni di sodio”.
I progressi compiuti stanno rendendo quindi la tecnologia delle batterie al sodio a quella delle batterie agli ioni di litio, rendendo le batterie a sodio una valida alternativa per le auto elettriche. Naturalmente, c’è ancora molta strada da fare per permettere a questa tecnologia di avere effettivamente effetti positivi sul mercato delle vetture elettriche, ma la strada sembra ormai essere tracciata.