CATL lancia la sua prima batteria commerciale a base di sale per i veicoli elettrici
Il sale è un materiale economico e abbondante che ha molto da offrire. Abbiamo visto lampade che convertono mezzo litro di acqua salata in 45 giorni di luce, pellicole d'oro che usano la luce del sole per produrre idrogeno dal sale, e persino rivestimenti salati per maschere che uccidono il coronavirus in pochi minuti. Ora, il sale ha dimostrato che potrebbe avere effetti rivoluzionari anche nella chimica delle batterie!
Una quantità significativa del costo e della difficoltà di approvvigionamento del litio più scarso potrebbe essere evitata sfruttando il sale. Il gigante cinese CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Ltd) sta facendo strada lanciando la sua prima batteria commerciale agli ioni di sodio.
Come le batterie al litio che alimentano computer portatili, smartphone, fotocamere digitali e gran parte del mondo moderno, le batterie al sodio muovono ioni tra due elettrodi - il negativo (anodo) e il positivo (catodo) - quando il dispositivo viene caricato e scaricato.
Tuttavia, gli ioni di sodio hanno alcuni svantaggi che gli ioni di litio non hanno. Per esempio, gli ioni sono più prominenti e sono inclini a formare impurità che possono ridurre la durata della batteria. Inoltre, non forniscono la densità di energia del litio.
Negli ultimi due anni, i ricercatori hanno sviluppato soluzioni promettenti a questi problemi. Alcuni hanno aggiunto sale extra per far durare di più le batterie, e altri hanno incorporato sottili strati di rame per aumentarne le prestazioni. Nel frattempo, alcuni hanno prodotto batterie al litio sostanzialmente più sicure e a ricarica rapida che hanno ancora buone prestazioni e usano elettroliti acquosi invece dei tipici elettroliti organici.
Per superare questi problemi con le batterie agli ioni di sodio, i ricercatori del CATL hanno usato un materiale di carbonio duro e poroso per l'anodo e hanno modificato la struttura di un altro materiale chiamato Prussian White per riorganizzare gli elettroni. Questi materiali formano componenti vitali della prima batteria commerciale agli ioni di sodio dell'azienda, che vanta prestazioni impressionanti.
La batteria dichiara una densità di energia fino a 160 Wh/kg, ben lontana dalla densità offerta dalle batterie al litio di 285 Wh/kg. Inoltre, può essere caricata all'80% della capacità in soli 15 minuti a temperatura ambiente e mantenere il 90% della sua capacità a temperature di -4°F (-20°C).
Come risultato, CATL è convinto che la sua nuova batteria a base di sale sia adatta al trasporto elettrico, in particolare nelle aree più fredde. Su questa nota, la densità di energia delle batterie al litio è una delle cose che trattengono il trasporto elettrico, in particolare nell'aviazione, e una densità di 160 Wh/kg non risolverà questo problema. Tuttavia, CATL ha anche trovato un modo per affrontare questo problema di densità.
Insieme alla sua batteria agli ioni di sodio, l'azienda ha anche presentato una soluzione di stoccaggio mix-and-match chiamata AB battery pack. Questo integra celle agli ioni di sodio e agli ioni di litio in un unico sistema, con un algoritmo che gestisce il flusso di energia, compensando la minore densità dei componenti agli ioni di sodio e ottimizzando le sue prestazioni.
Infine, CATL sostiene che la batteria può anche essere adattata per l'uso nello stoccaggio di energia su larga scala, unendosi a una manciata di altre aziende che fanno batterie commerciali al sodio per questi scopi. Inoltre, il gigante cinese (che fornisce batterie EV per Tesla) prevede di stabilire una catena industriale per distribuire la sua batteria agli ioni di sodio nel 2023.
Interessante, l'anno scorso, gli scienziati e i fisici del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory hanno sviluppato un nuovo tipo di batteria che può essere inzuppata, sparata, piegata, tagliata e persino data alle fiamme, e funziona ancora bene. Potrebbe essere la base per una batteria agli ioni di litio indistruttibile in futuro?
