Scoperta una batteria a base di sodio: densità energetica ottima e ricarica veloce

I ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hanno sviluppato una batteria ibrida agli ioni di sodio ad alte prestazioni che si ricarica rapidamente e offre un'impressionante densità energetica. 

Questo rivoluzionario prototipo utilizza il sodio (Na), un elemento chimico oltre 1000 volte più abbondante e più economico del litio (Li), il componente principale delle batterie convenzionali.

In genere, le batterie agli ioni di sodio devono far fronte a vincoli quali una minore potenza, proprietà di stoccaggio limitate e tempi di ricarica prolungati. L'innovativo progetto di batteria, guidato dal professor Jeung Ku Kang del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria del KAIST, combatte le limitazioni esistenti delle batterie agli ioni di sodio integrando i materiali anodici utilizzati nelle batterie tradizionali con i catodi utilizzati per i supercondensatori in un sistema ibrido. Il risultato è stato ottenuto con un'elevata capacità di immagazzinamento e una rapida velocità di carica-scarica.

Molteplici possibilità

Lo sviluppo della batteria ibrida si basava sul miglioramento del tasso di accumulo di energia degli anodi di tipo batteria e sull'aumento della capacità relativamente bassa dei materiali catodici di tipo supercapacitore.

Il team di ricerca del KAIST ha utilizzato due distinte strutture metallo-organiche per creare una sintesi ottimizzata di batterie ibride, che ha permesso di ottenere un materiale anodico con una cinetica migliorata e un materiale catodico ad alta capacità.

Secondo quanto riferito, il dispositivo ibrido di accumulo di energia agli ioni di sodio completamente assemblato supera la densità di energia delle batterie agli ioni di litio in commercio e corrisponde alle caratteristiche di densità di potenza dei supercondensatori. Secondo il professor Kang, questa nuova batteria, con una densità energetica di 247 Wh/kg e una densità di potenza di 34.748 W/kg, potrebbe essere utilizzata in diversi settori, tra cui i veicoli elettrici, l'elettronica intelligente e le tecnologie aerospaziali.

I risultati di questa ricerca, di cui sono coautori i dottorandi del KAIST Jong Hui Choi e Dong Won Kim, sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Energy Storage Materials con il titolo accattivante di "Anodo drogato con solfuro di ferro multivalente a bassa cristallinità e catodo drogato con O ad alta superficie di strutture 3D porose di carbonio grafitico ricco di N per accumulatori ibridi di energia sodio-ione ad alte prestazioni".