Un nuovo materiale potrebbe consentire la realizzazione di batterie al sodio che (un giorno) potrebbero sostituire quelle agli ioni di litio, usate attualmente nell’elettronica e nei veicoli elettrici, abbassando i costi complessivi pur aumentandone la capacità .

L’aspetto interessante di questa soluzione è che contiene ferro, anziché nickel e cobalto, e consente di avere una densità energetica simile agli elettrodi presenti nelle batterie agli ioni di litio. Il sodio inoltre costa poco ed è ampiamente disponibile, quindi rientra di diritto tra i candidati per rimpiazzare il litio all’interno delle batterie.

La scoperta è stata fatta da Shinichi Komaba dell’Università della Scienza di Tokyo, che insieme al suo team ha creato un nuovo materiale (formula: Na2/3[Fe1/2Mn1/2]O2) mescolando ossido di ferro, di sodio e di manganese. Per ottenere il materiale finale, le tre polveri sono state inserite all’interno di un nucleo, riscaldato a 900°C per dodici ore.

I ricercatori hanno successivamente realizzato una batteria usando questo materiale come elettrodo positivo e sodio metallico per quello negativo, rilevando che la capacità del nuovo materiale è di 190 milliAmp-ora/grammo, con una tensione media di 2,75 V. Purtroppo però al momento la capacità della batteria si riduce dopo 30 cicli di ricarica, il che significa che la batteria conserva meno energia dopo ogni ciclo di ricarica.

Si tratta di un valore ben lontano da un livello accettabile, mentre la densità energetica è invece incoraggiante, pari a 520 mWhr/g, simile a quella degli elettrodi realizzati con LiFePO4 (litio ferro fosfato) e di 80 mWhr/g superiore ai catodi LiMn2O4. Usando carbonio od ossido di titanio per l’elettrodo negativo, anziché il sodio, i ricercatori potrebbero realizzare una batteria ricaricabile in grado di offrire una tensione di tre volt, ovvero quanto due batterie AA.

Un altro studio implica l’uso di pentossido di vanadio stratificato, che potrebbe consentire a una batteria al sodio di offrire una capacità e una densità energetica maggiore rispetto al materiale creato dall’Università di Tokyo, e al tempo stesso in grado di mantenere la capacità per 200 cicli di ricarica.

Secondo Christopher Johnson, chimico dell’Argonne National Laboratory in Illinois che sta proprio lavorando sul pentossido di vanadio, il nuovo materiale è interessante e in futuro potrebbe consentire un abbattimento dei costi. Più scettico invece Jay Whitacre della Carnegie Mellon University, che ricorda come il costo totale sia figlio anche di altri materiali, che nella batteria al sodio sono identici a rispetto a quelle agli ioni di litio.