Le batterie agli ioni di sodio stanno emergendo come alternative promettenti per i veicoli elettrici a autonomia medio-bassa.
Questo tipo di batterie a base di sodio possono essere ideali per le piccole auto elettriche, soprattutto quelle che percorrono tratti stradali con la capacità di ricaricarsi in movimento. In questo contesto, la necessità di un’elevata capacità energetica nelle automobili potrebbe essere significativamente ridotta.
Recentemente, questa tecnologia di ricarica wireless è stata implementata a Detroit, Michigan (USA), aprendo la possibilità di batterie più compatte per i veicoli elettrici.
La tecnologia delle batterie al sodio si basa sul movimento degli ioni tra gli elettrodi in modo molto simile alle batterie agli ioni di litio, ma utilizzando il sodio. Questo concetto, spinto dal basso costo e dalla disponibilità dei suoi componenti principali, propone una soluzione alla dipendenza dal litio, la cui estrazione non è esente da impatti ambientali negativi e i cui prezzi sono volatili.
A differenza del litio, il sodio può essere prodotto da un materiale abbondante: il sale. Questa materia prima è ampiamente disponibile, facile da estrarre ed economica.
Luci e ombre delle batterie al sodio
Finora, questi tipi di batterie hanno mostrato una densità energetica inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio, che si traduce in un carico di peso maggiore per immagazzinare la stessa quantità di energia. Nonostante questa sfida, i principali produttori di batterie come NorthVolt in Svezia e l’alleanza tra BYD e Huaihai in Cina stanno intensificando i loro sforzi per superare questa limitazione.
Lo scorso novembre, BYD ha annunciato la costruzione della sua prima gigafactory di batterie agli ioni di sodio a Xuzhou, nella provincia di Jiangsu. Con una capacità di 30 GWh all’anno e un investimento di 1.284 milioni di euro, BYD dovrebbe diventare il principale fornitore mondiale di batterie al sodio per microcar.
Una caratteristica notevole delle batterie agli ioni di sodio è la loro capacità di essere completamente scaricate e immagazzinate o trasportate in questo stato senza degradazione, il che aggiunge versatilità alla loro implementazione nelle applicazioni di mobilità. A differenza delle batterie agli ioni di litio, che possono essere danneggiate irreversibilmente in caso di scarica completa, questa caratteristica semplificherebbe tutta la logistica del trasporto delle batterie, le renderebbe più sicure e ridurrebbe ulteriormente i costi di commercializzazione.
Tuttavia, l’adozione diffusa delle batterie agli ioni di sodio deve affrontare sfide significative. I costi di componenti come il separatore e l’elettrolita possono essere notevolmente più elevati, il che potrebbe comportare un aumento significativo del costo totale della batteria.
Inoltre, a differenza del litio, la capacità del sodio di caricarsi e scaricarsi può diminuire rapidamente nel corso della vita della batteria. Ecco perché è importante evidenziare la necessità di ulteriori ricerche per affrontare gli aspetti tecnici che consentono l’implementazione efficace di questa tecnologia emergente.
Ricaricare le batterie in circolazione
Parallelamente, l’evoluzione della ricarica wireless potrebbe risolvere un altro problema critico: l’infrastruttura di ricarica per i veicoli elettrici. Questo metodo consente di ricaricare le auto durante la guida, superando i limiti delle stazioni di ricarica convenzionali.
L’implementazione di questa tecnologia da parte della città di Detroit in collaborazione con Ford e la società Electreon Wireless mira non solo ad aumentare la comodità della ricarica, ma anche ad aprire la strada ai veicoli con batterie più piccole, poiché la ricarica connessa non è così frequente.
Questo progetto pilota prevede l’installazione di 400 metri di tecnologia di ricarica induttiva, offrendo uno sguardo al futuro della ricarica dei veicoli elettrici.
La ricarica induttiva funziona trasferendo energia attraverso campi magnetici. Le rotaie situate sulla strada creano un campo elettromagnetico che, quando rilevato da un sistema compatibile con la ricarica a induzione in un’auto, trasmette energia. Questa energia viene convertita in energia elettrica che carica la batteria dell’auto.
Questo approccio potrebbe rendere i pacchi batteria più compatti e quindi più convenienti, facilitando la transizione verso la mobilità elettrica. Sebbene il processo di produzione sia costoso, una valutazione quinquennale determinerà se la ricarica wireless è una valida alternativa alle stazioni di ricarica convenzionali.
In Europa, la società Elonroad ha sviluppato una variante di strade elettrificate che è stata implementata in diversi tratti nelle città svedesi di Lund e Maristad. Il funzionamento si basa su strisce metalliche elettrificate poste su tratti alterni della strada che generano elettricità quando ad esse è collegata un’auto. Affinché i veicoli possano ricaricare le batterie durante il movimento, devono disporre di un sistema di binari dispiegabili che fungano da collegamenti.
Anche in questo senso dobbiamo essere cauti, poiché dobbiamo tenere presente che alcuni aspetti di questi sviluppi sono nelle fasi iniziali. Sebbene questi progressi siano incoraggianti, sono ancora in una fase in cui la fattibilità commerciale deve essere dimostrata su scala più ampia.
Verso una mobilità elettrica conveniente e pratica
Questi progressi sono molto rilevanti per diverse ragioni. Da un lato ci permettono di gestire meglio l’energia e di sfruttare le infrastrutture di trasporto in modo che non siano necessarie ricariche molto lunghe o automobili con batterie molto grandi e, quindi, non siano necessarie tante risorse minerarie. D’altro canto, contribuiscono a rendere i veicoli elettrici più accessibili e pratici per una fascia più ampia di utenti.
Pertanto, la convergenza di automobili alimentate da batterie agli ioni di sodio più piccole ed economiche e di tratti stradali elettrificati in cui i veicoli recuperano energia durante la guida potrebbe rappresentare un cambiamento significativo nella mobilità elettrica.
