Le batterie aglio ioni di sodio rappresentano un’alternativa più economica e sicura alle batterie agli ioni di litio per alimentare le auto elettriche. Ci sono ancora alcune criticità da affrontare ma la ricerca corre veloce

Mentre in Europa si sta ancora lavorando alla diffusione delle auto elettriche con batterie al litio, la Cina è già pronta con un’alternativa più accessibile e sostenibile: auto elettriche alimentate da batterie agli ioni di sodio. Nel 2023 Jac Motors e Volkswagen hanno lanciato in Cina Hua Xianzi, la prima auto elettrica a ioni di sodio. Jiwei 3 è l’auto agli ioni di sodio prodotta da JAC, ancora una volta in Cina. Il costo? A partire da poco più di 11mila euro. Anche l’azienda BYD (Build Your Dreams) produrrà la sua prima city car a ioni di sodio, che dovrebbe essere immessa nel mercato nell’arco dei prossimi due anni.

Questa tecnologia potrebbe quindi rendere le auto elettriche più economiche e alla portata di tutti, oltre a poter essere utilizzata in altri contesti, ad esempio per gli impianti di stoccaggio. Vediamo in che cosa consiste.

Cosa sono le batterie agli ioni di sodio?

Le batterie agli ioni di sodio sono batterie ricaricabili che utilizzano appunto gli ioni di sodio come vettori di carica, al contrario delle più comuni batterie che utilizzano ioni di litio. Proprio come le batterie agli ioni di litio, le batterie al sodio funzionano mediante il movimento di ioni tra l’anodo e il catodo durante i cicli di carica e scarica. Durante la carica gli ioni di sodio si spostano dall’anodo (solitamente un materiale come il carbonio) attraverso un elettrolita verso il catodo (che può essere un ossido metallico o un altro materiale idoneo). Durante la scarica gli ioni di sodio si spostano dal catodo attraverso l’elettrolita verso l’anodo, producendo corrente elettrica utilizzabile.

Perché le batterie al sodio vengono proposte in alternativa alle batterie al litio?

Sebbene entrambe le tecnologie operino su principi molto simili, ci sono alcune differenze chiave nei materiali e nelle prestazioni. La prima ragione per la quale il sodio rappresenta un’alternativa molto valida rispetto al litio è la sua disponibilità, e di conseguenza anche il suo costo: il sodio è il sesto elemento più diffuso sulla terra (e rappresenta il 2,6% della crosta terrestre), mentre il litio, pur non essendo considerato una terra rara, è comunque un minerale critico: è concentrato in specifiche aree geografiche, non è facile da estrarre e la sua estrazione ha un impatto ambientale non indifferente.

Le materie prime e i componenti delle batterie agli ioni di sodio sono generalmente meno costosi (ad esempio si può usare l’alluminio invece del rame), il che potrebbe tradursi in batterie più economiche. Si parla di un risparmio compreso tra il 30 e il 40%.

Un altro vantaggio riguarda la sicurezza: le batterie agli ioni di sodio possono essere più sicure rispetto a quelle agli ioni di litio, riducendo il rischio di incendi e esplosioni dovuti a surriscaldamento. Infatti, possono funzionare senza problemi da -40 gradi a 80°C. Infine, sul fronte della sostenibilità, bisogna considerare che il sodio è più facilmente riciclabile.

I punti critici

Il punto cruciale di questa nuova tecnologia è il fatto che le batterie agli ioni di sodio tendono ad avere una densità energetica inferiore rispetto a quelle agli ioni di litio. Questo significa che possono immagazzinare meno energia per unità di peso o volume. Questo le rende meno adatte per applicazioni che richiedono alta densità energetica, come le auto elettriche. Proprio a causa di questo limite – oggi reso meno rilevante dai progressi tecnologici – lo studio delle batterie agli ioni di sodio, intrapreso già nei lontani anni Settanta, era stato accantonato.

Le batterie agli ioni di sodio sono anche generalmente più pesanti e voluminose rispetto a quelle agli ioni di litio. Infine, la durata in termini di cicli di carica e scarica (ciclo di vita) potrebbe essere inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio.

Bisogna considerare, tuttavia, che la ricerca in questo campo è in continua evoluzione. Anche se le batterie agli ioni di litio rimangono attualmente la tecnologia dominante, le batterie agli ioni di sodio rappresentano una promettente alternativa che potrebbe diventare più rilevante in futuro con ulteriori avanzamenti tecnologici.