Un staff di ricercatori in Cina lo ha fatto ho semplicemente tirato indietro la tenda su un nuovo design di batterie sodio-zolfo che potrebbe cambiare radicalmente i conti sullo stoccaggio dell’energia. Appoggiandosi proprio alla chimica che storicamente ha reso lo zolfo un grattacapo per gli ingegneri, sono riusciti a costruire una cella che è incredibilmente economica da produrre ma che racchiude comunque un’enorme quantità di energia.
Il progetto, attualmente in fase di check in laboratorio, utilizza ingredienti a basso costo: zolfo, sodio, alluminio e un elettrolita a base di cloro. Nelle prime show, la batteria ha raggiunto densità di energia superiori a 2.000 wattora per chilogrammo, una cifra che fa impallidire le attuali batterie agli ioni di sodio e dà filo da torcere anche alle celle al litio di alto livello.
Lo zolfo è sempre stato la “balena bianca” della tecnologia delle batterie perché teoricamente può contenere una tonnellata di energia
Il problema? Nelle batterie commonplace al litio-zolfo, lo zolfo tende a creare sottoprodotti chimici disordinati che compromettono il funzionamento e uccidono la durata della batteria. Questo nuovo approccio capovolge la sceneggiatura. Invece di forzare lo zolfo advert accettare semplicemente gli elettroni, i ricercatori hanno creato un sistema in cui lo zolfo li dona effettivamente.
Funziona così: la batteria utilizza un catodo di zolfo puro e un semplice pezzo di foglio di alluminio come anodo. La salsa segreta 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 per formare cloruri di zolfo. Nel frattempo, gli ioni sodio afferrano gli elettroni e si depositano sul foglio di alluminio.
Questa specifica danza chimica elude i problemi di degrado che di solito affliggono le batterie allo zolfo. Uno strato di carbonio poroso mantiene contenute le sostanze reattive e un separatore in fibra di vetro impedisce al tutto di andare in cortocircuito. È una reazione complessa, ma il staff ha dimostrato che funziona in modo fluido e reversibile.
Le statistiche sulla durabilità qui sono impressionanti
Le celle di prova sono sopravvissute a 1.400 cicli di carica-scarica prima di iniziare a perdere una capacità significativa. Ancora più selvaggia è la durata di conservazione: dopo essere rimasta intatta per oltre un anno, la batteria conservava ancora il 95% della sua carica. Questo è un grosso problema per i progetti di stoccaggio a lungo termine in cui le batterie potrebbero rimanere inattive per settimane o mesi.
Ma il vero elemento di disturbo è il prezzo. Sulla base del costo delle materie prime, i ricercatori stimano che questa batteria potrebbe costare circa 5 dollari per kilowattora. Per dirla in prospettiva, si tratta di meno di un decimo del costo di molte attuali batterie al sodio e miglia in meno rispetto agli ioni di litio. Se riuscissero a produrlo in serie, l’immagazzinamento dell’energia rinnovabile sulla rete potrebbe diventare davvero economico.
Naturalmente c’è un problema. L’elettrolita ricco di cloro che stanno utilizzando è corrosivo e difficile da lavorare in sicurezza. Inoltre, questi numeri provengono da check di laboratorio basati sul peso dei materiali attivi, non da una cella commerciale completamente confezionata. Portarlo dal contenitore alla fabbrica sarà un enorme ostacolo ingegneristico.
Tuttavia, questa ricerca è un forte campanello d’allarme. Dimostra che quando i materiali commonplace come il litio diventano troppo costosi o scarsi, diventare creativi con la chimica “non convenzionale” può aprire porte che non sapevamo nemmeno esistessero.
