Novità per le batterie agli ioni di sodio: impennata della densità energetica

di pubblicata il , alle 15:59 nel canale Batterie Novità per le batterie agli ioni di sodio: impennata della densità energetica

Una nuova soluzione porta una chimica più stabile, a vantaggio della densità energetica. Così queste batterie possono davvero essere competitive

 

Sulle nostre pagine vi abbiamo parlato in diverse occasioni delle batterie agli ioni di sodio, da non confondere con quelle che sono genericamente chiamate "batterie al sale". Le batterie al sodio sono del tutto simili a quelle al litio, solo che al posto di un metallo, il litio, ne viene utilizzato un altro, il sodio, anche se non molti sanno che appunto è classificato anch'esso tra i metalli.

Il vantaggio di queste batterie deriva dalla facile reperibilità del sodio, e dunque anche dal basso prezzo, a fronte però di alcune sfide tecniche che necessitano ancora di un po' di sviluppo.

In particolare la densità energetica è ancora limitata, ed a questo si aggiunge il fattore sicurezza, minato dall'uso di elettroliti liquidi organici. Il Canepa Research Laboratory dell'Università di Houston potrebbe però aver trovato una soluzione molto utile per entrambi i problemi.

Sodium

Con un nuovo processo il team di ricerca ha scoperto come sintetizzare uno specifico conduttore superionico di sodio, il fosfato di sodio e vanadio (formula chimica Na3V2(PO4)3). Questo composto è in grado di rimanere stabile quando rilascia o assorbe ioni sodio, cioè durante la carica e la scarica, ed eroga 3,7 volt continui, contro i 3,37 osservati con i materiali tradizionali.

Una differenza che si riflette sulla densità energetica, che aumenta del 15%, arrivando a toccare quota 458 Wh/kg, un salto in avanti più che discreto dai precedenti 396 Wh/kg. Chiaramente una densità energetica più elevata permetterebbe di avere batterie sì più economiche, ma anche in grado di offrire ai veicoli elettrici capacità, e quindi autonomia, più simile alle altre tecnologie usate oggi, prime fra tutte le celle NCM e LFP. Una soluzione quindi adatta ad auto meno costose, senza rinunciare a percorrenze che soddisfano più esigenze.

63 Commenti
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TorettoMilano23 Dicembre 2024, 16:03 #1
bene dai, speriamo nel breve di trovarle nelle auto
coschizza23 Dicembre 2024, 17:19 #2
Originariamente inviato da: TorettoMilano
bene dai, speriamo nel breve di trovarle nelle auto


dopo ricerche simili passano anche 10 anni per la commercializzazione, o anche mai
LMCH23 Dicembre 2024, 20:36 #3
Tutto questo è bellissimo, ma non risolve il problema di fondo degli EV.
Quello che serve davvero è uno standard sulle dimensioni e sul peso massimo dei battery pack, uno standard sull'interfacciamento dei BMS (battery management system) ed altrettanto per i range extender.
In altre parole quello che l'EU doveva fare almeno 10 anni fa.
Il pacco batteria è la parte più costosa ed al momento più difficile da sostituire, quello che rende più costoso e rischioso l'acquisto (sia di nuovo che di usato).
Poterla cambiare o potervi abbinare un range extender grazie a tale standardizzazione, senza essere legati a vita al produttore dell'auto è quello che smuoverebbe davvero il mercato e lo aprirebbe ad aziende europee più piccole, favorendo davvero competizione ed innovazione.
simone.fabris24 Dicembre 2024, 03:21 #4
Originariamente inviato da: LMCH
Tutto questo è bellissimo, ma non risolve il problema di fondo degli EV.
Quello che serve davvero è uno standard sulle dimensioni e sul peso massimo dei battery pack, uno standard sull'interfacciamento dei BMS (battery management system) ed altrettanto per i range extender.

Ma scusami, quando nella storia dell'auto termica abbiamo avuto motori, cambio, centraline standardizzate?
E le continue innovazioni nascevano da sana concorrenza.
Standardizzare vuol dire bloccare sviluppo e concorrenza.
Se poi parliamo di cose inutili come range estender quando serve solo una rete di ricarica capillare, adeguata e.omogenena nel territorio nazionale.
aqua8424 Dicembre 2024, 08:02 #5
Ci saranno quelli che dicono che mentre ti bevi un caffè in autogrill o ti mangi un panino la macchina si ricarica.
Io aspetto quando potrò fermarmi dalla stazione di ricarica e in 2 minuti fare “il pieno” e andare via.
LMCH24 Dicembre 2024, 09:36 #6
Originariamente inviato da: simone.fabris
Ma scusami, quando nella storia dell'auto termica abbiamo avuto motori, cambio, centraline standardizzate?
E le continue innovazioni nascevano da sana concorrenza.
Standardizzare vuol dire bloccare sviluppo e concorrenza.

Stai facendo un confronto mele vs. patate (neanche arance, non so se mi spiego)
Con auto termiche si ha che motore, cambio e centralina del motore sono strettamente legati tra loro a livello di interfacce meccaniche, eppure gli stessi motori, cambi e centraline sono utilizzati in differenti combinazioni su auto apparentemente molto diverse.

Con le auto EV a limitare l'interoperabilità tra sistema di propulsione e batteria è invece l'interfaccia elettrica tra "resto della macchina" e batteria ed il sistema di erogazione/regolazione dell'energia trasferita (gestita dal BMS).
Già ora i BMS permettono un enorme flessibilità, aggiungi un protocollo standard di "scoperta reciproca e configurazione" tra BMS e resto delle centraline e la cosa è fattibile. A quel punto basta avere uno standard per form factor e fissaggio del pacco batteria (in 4..5 formati standard, possibilmente multipli di un formato minimo) ed il gioco è fatto, senza andare a llimitare davcero l'innovazione.
QUESTO PERCHÈ L'INNOVAZIONE VERA È nella chimica della batteria, non nella sua forma.
Anzi, diventerebbe più semplice passare da batterie "classiche" a fuel cell se queste diventassero più convenienti.
Inoltre sempre con un sistema modulare standard potresti montare un mix di moduli differenti in modo da avere un "sistema batteria" più piccolo con un range extender ed un serbatoio ed ottenere un auto ibrida sul modello dell' e-power Nissan.

Questo favorirebbe l'innovazione proprio sulle parti dove serve dannatamente innovazione negli EV ( le batterie e/o la fonte di energia durante la marcia), perchè diventerebbe più semplice commercializzare nuove tecnologie senza doverci costruire una nuova auto intorno.
Inoltre questo aiuterebbe a far scendere i costi ed a preservare il valore degli EV usati ("rinnovabili" con un cambio del "power pack" in base alle proprie esigenze, senza dipendere dal produttore originale).
Opteranium24 Dicembre 2024, 10:00 #7
Originariamente inviato da: LMCH
cut

fin troppo sensato perché possa accadere..
TorettoMilano24 Dicembre 2024, 10:09 #8
ipotizzo le auto elettriche dai 30k in più già dal 2025 avranno batteria progettata per durare fino a fine vita. quindi tutti su imporre standard lo reputo addirittura controproducente perchè limita gli sviluppi delle auto stesse.
se un giorno la propria auto ci si accorge che i 500km di autonomia non bastano ma ne hai bisogno di 1000 semplicemente la vendi e ne compri una da 1000k, in generale discorsi simili già succedono con le termiche: se mi accorgo non mi vada più bene per X motivi la cambio
Lexan24 Dicembre 2024, 10:27 #9
Originariamente inviato da: aqua84
Ci saranno quelli che dicono che mentre ti bevi un caffè in autogrill o ti mangi un panino la macchina si ricarica.
Io aspetto quando potrò fermarmi dalla stazione di ricarica e in 2 minuti fare “il pieno” e andare via.


Ci sono anche quelli che quando si fermano in autogrill non ci stanno per soli "2 minuti", per cui il problema di ricaricare in 15/20 min una quantità di energia tale che ti consente di arrivare a destinazione su un viaggio medio di 300/400 km neppure si pone.
Quelli che affermano con estrema convinzione che non si fermano mai, sono più ridicoli di quelli che dicono che con un'auto elettrica vai ovunque senza problemi.
hackaro7524 Dicembre 2024, 11:07 #10
Oramai abbiamo capito molto bene che un discorso sono i laboratori ed un altro la vita reale... queste batterie le vedremo nel 2035!

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