Ricercatori cinesi sviluppano una batteria sodio-zolfo ad alta tensione che potrebbe sfidare le batterie al litio

      Un team di ricercatori in Cina ha appena svelato un nuovo progetto di batteria sodio-zolfo che potrebbe cambiare radicalmente i calcoli relativi all'accumulo di energia. Sfruttando proprio la chimica che storicamente ha reso lo zolfo un mal di testa per gli ingegneri, sono riusciti a costruire una cella incredibilmente economica da produrre ma dal grande contenuto energetico.

      Il progetto, attualmente in fase di test in laboratorio, usa ingredienti a costo irrisorio: zolfo, sodio, alluminio e un elettrolita a base di cloro. Nei primi esperimenti, la batteria ha raggiunto densità energetiche superiori a 2.000 wattora per chilogrammo – un valore che mette in ombra le attuali batterie al sodio e che compete perfino con le migliori celle agli ioni di litio.

      Lo zolfo è sempre stato la "balena bianca" della tecnologia delle batterie perché teoricamente può immagazzinare una grande quantità di energia.

      Il problema? Nelle comuni batterie litio-zolfo, lo zolfo tende a generare sottoprodotti chimici disordinati che incrostano il sistema e riducono la durata della batteria. Questo nuovo approccio ribalta la situazione. Invece di costringere lo zolfo ad accettare elettroni, i ricercatori hanno creato un sistema in cui lo zolfo li cede.

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      Funziona così: la batteria utilizza un catodo di zolfo puro e un semplice foglio di alluminio come anodo. Il segreto è l'elettrolita, che è una "zuppa" di cloruro di alluminio, sali di sodio e cloro. Quando si scarica la batteria, gli atomi di zolfo al catodo cedono elettroni e reagiscono con il cloro formando cloruri di zolfo. Nel frattempo, gli ioni sodio catturano quegli elettroni e si placcano sul foglio di alluminio.

      Questa particolare "danza" chimica evita i problemi di degradazione che di solito affliggono le batterie allo zolfo. Uno strato di carbonio poroso mantiene i materiali reattivi contenuti e un separatore in fibra di vetro impedisce cortocircuiti. È una reazione complessa, ma il team ha dimostrato che funziona in modo fluido e reversibile.

      I dati sulla durabilità sono impressionanti

      Le celle di prova hanno resistito a 1.400 cicli di carica-scarica prima di cominciare a perdere capacità in modo significativo. Ancora più sorprendente è la durata in sospeso: dopo essere rimasta inattiva per oltre un anno, la batteria conservava ancora il 95 percento della sua carica. Questo è un risultato fondamentale per progetti di stoccaggio a lungo termine in cui le batterie possono restare inattive per settimane o mesi.

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      Ma il vero elemento dirompente è il prezzo. In base al costo delle materie prime, i ricercatori stimano che questa batteria potrebbe costare circa 5 dollari per kilowattora. Per dare un'idea, è meno di un decimo del costo di molte batterie sodio attuali e di gran lunga più economica delle batterie agli ioni di litio. Se riusciranno a produrla su larga scala, potrebbe rendere l'accumulo di energia rinnovabile sulla rete estremamente economico.

      Certo, c'è una pecca. L'elettrolita ricco di cloro che stanno usando è corrosivo e difficile da maneggiare in sicurezza. Inoltre, questi numeri derivano da test di laboratorio basati sul peso dei materiali attivi, non su una cella commerciale completamente impacchettata. Portare questo dalla provetta alla linea di produzione sarà una enorme sfida ingegneristica.

      Tuttavia, questa ricerca è un forte campanello d'allarme. Dimostra che quando materiali standard come il litio diventano troppo costosi o scarsi, essere creativi con la chimica "non convenzionale" può aprire porte che non sapevamo nemmeno esistessero.