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35 - ELETTRONICA OGGI 493 - APRILE 2021 TECH INSIGHT NEW BATTERIES tive più disponibili ed economiche. Il sodio è il sesto ele- mento più abbondante presente sulla crosta terrestre e può anche essere estratto dall’acqua di mare, il che si- gnifica che le scorte sono potenzialmente quasi infinite. Pur non offrendo la stessa densità di energia delle bat- terie agli ioni di litio, il sodio presenta notevoli vantaggi in termini di sicurezza e costi, potendo operare su una gamma più estesa di temperature. Gli ioni di sodio hanno una chimica di intercalazione (carica) simile a quella degli ioni di litio, il che signifi- ca che molti dei materiali testati per le batterie al sodio sono simili a quelli utilizzati per il litio. Tuttavia, la grafite non può essere impiegata come anodo nelle batterie agli ioni di sodio, in quanto non è conveniente, dal pun- to di vista energetico, inserire il sodio tra i singoli strati. Alcune aziende utilizzano anodi di carbonio duro, con un elettrolita NaPF 6 . La struttura maggiormente utilizzata nelle batterie agli ioni di sodio è del tutto simile alla più comune contro- parte al litio: un catodo di ossido di sodio, un anodo a base di carbonio e un elettrolita solvente non acquoso. Anche i processi di produzione sono simili, quindi tutte le fabbriche che attualmente producono batterie agli ioni di litio saranno completamente adattabili alla tec- nologia agli ioni di sodio. Questo aspetto è fondamentale, considerando che una recente analisi di Bloomberg New Energy Finance prevede che la domanda di litio crescerà di 1.500 volte entro il 2030. Ciò potrebbe provocare un innalzamen- to dei prezzi del litio, rendendo le soluzioni per batterie alternative una necessità economica piuttosto che una semplice novità. Anche le prestazioni non rappresentano un grosso pro- blema. Nel giugno dello scorso anno è stato infatti ri- velato che una particolare soluzione sviluppata da un team della Washington State University (WSU) e del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) era in grado di fornire una capacità simile ad alcune batterie agli ioni di litio e di ricaricarsi con successo, mantenen- do oltre l’80 percento della sua carica dopo 1.000 cicli. Gli ioni di sodio sono più grandi degli ioni di litio, il che significa che la densità di energia delle batterie che li contengono è naturalmente inferiore, rendendo il sodio particolarmente adatto alle applicazioni fisse in cui la dimensione della batteria è meno importante. È probabile che la maggior parte delle applicazioni ini- ziali si traducano nella sostituzione di batterie al piom- bo-acido, dove la tecnologia agli ioni di sodio può for- nire densità di energia e prestazioni molto più elevate a costi simili. Tali applicazioni includono reti smart grid, sistemi per l’accumulo di energia proveniente da fonti rinnovabili, batterie ad acido libero per auto (SLI), UPS, sistemi per le telecomunicazioni, batterie per uso dome- stico e altre applicazioni fisse di accumulo dell’energia. Versatilità di utilizzo Tutte le applicazioni in luoghi con temperature estre- me (alte o basse), come stazioni meteorologiche, lavori all’aperto, apparecchiature per l’ispezione di conduttu- re, sistemi di collegamento o similari, sono candidate all’utilizzo delle batterie agli ioni di sodio. Il settore dei trasporti rappresenta un’altra possibile ap- plicazione per le batterie agli ioni di sodio con maggio- re densità energetica, tipicamente quelle che utilizzano elettroliti non acquosi. Utensili elettrici, droni, veicoli elettrici a bassa velocità, e-bike, e-scooter e e-bus be- neficerebbero tutti dei costi inferiori delle batterie agli ioni di sodio rispetto a quelli delle batterie agli ioni di litio, offrendo livelli di prestazioni simili. Nel lungo termine, grazie a uno sviluppo rapido e inces- sante, le batterie agli ioni di sodio saranno utilizzate in applicazioni ad altissima densità, come veicoli elettrici a lungo raggio ed elettronica di consumo (telefoni cellu- lari e laptop), attualmente alimentati da batterie agli ioni di litio con costo superiore. Diverse aziende hanno già individuato il potenziale offer- to dalle batterie agli ioni di sodio e si stanno impegnando nello sviluppo in questo settore, come: Faradion , Tiamat , Aquion Energy , Novasis , Nitron e Altris . Qualsiasi batteria, ovviamente, è efficace solo se può es- sere caricata velocemente e in completa sicurezza. Du- rante la carica delle batterie agli ioni di sodio, gli ioni di sodio positivi vengono estratti dal catodo e trasferiti verso l’anodo, mentre gli elettroni viaggiano attraverso il circuito esterno; durante la scarica, il processo si inverte. L’aspetto positivo è che il tempo di ricarica è parago- nabile a quello delle batterie realizzate con tecnologie alternative e che non sono necessarie apparecchiatu- re di ricarica particolari; ciò significa che, a seconda dell’applicazione, è possibile passare a prodotti a ioni di sodio senza costi o inconvenienti significativi. In qualità di leader globale indipendente per l’alimenta- zione e la tecnologia di ricarica, Mascot AS può consiglia- re la migliore soluzione di ricarica a prova di futuro, qua- lunque sia il tipo di batteria che state utilizzando. Maggiori informazioni sono raperibili sul sito www.Mascot.no Anche la mobilità elettrica potrà trarre numerosi vantaggi dall’uso delle batterie a ioni di sodio