La nuova frontiera delle batterie: sodio e potassio

Uno dei problemi che maggiormente affliggono la tecnologia odierna e che preoccupano quella futura è la durata delle nostre batterie.
Infatti, è immediato pensare come senza batterie, o in presenza di batterie quasi esaurite i nostri laptop, i nostri cellulari e tutti i nostri devices elettronici smettano immediatamente di lavorare, così come è facile capire come sia fondamentale allungare la vita delle nostre cariche.

La nuova frontiera è costituita dalle batterie al sodio e al potassio, che sono 1000 volte più reperibili del famoso litio e che potranno fornire un alto quantitativo di energia a basso costo.
I ricercatori del Georgia Institute of Technology che hanno lavorato sul progetto hanno costruito dei prototipi che potrebbero portare ad una nuova rivoluzione anche secondo quanto riportato dalla rivista Joule.
Il concetto chimico che sta alla base di queste nuove batterie è sempre lo stesso: l’energia chimica dovuta agli elementi chimici presenti nella cella si trasforma in energia elettrica grazie agli scambi di elettroni che intercorrono tra le varie specie chimiche.
Le varie tipologie di batterie sono state comparate dagli scienziati attraverso la loro resistenza, misurata attraverso l’analisi del comportamento che queste assumevano se poste a contatto con la pirite, un minerale molto comune di colore giallo.

I ricercatori di primo acchito hanno posto molti dubbi su questa soluzione, giacché teoricamente il sodio e il potassio dovrebbero deteriorarsi rapidamente in presenza della pirite, tuttavia inaspettatamente questi due elementi chimici hanno dimostrato una grande capacità di conservazione.
Infatti, mentre le particelle di litio provocavano quasi un’esplosione in presenza della pirite, il sodio e il potassio a contatto con il metallo giallo erano in grado di «sopravvivere» e anzi di espandersi senza provocare alcuna crepa o frattura.
Questo risultato potrebbe essere provocato da tipo di reazione che si sviluppa tra i vari componenti chimici e la pirite e come anche ha ammesso lo studente della Georgia Tech Matthew Boebinger  questa soluzione «suggerisce che questi ed altri materiali simili potrebbero essere utilizzati in queste batterie con una maggiore stabilità nel tempo».

Dunque le batterie al sodio o al potassio possono essere usate già come soluzione immediata?
Questo tipo di percorso non è così scontato. Infatti, anche se materiali come sodio e potassio sono infinitamente più reperibili nel nostro pianeta, di conseguenza più economici, non presentano purtroppo la densità di energia del litio.
Questo significa in altre parole che pur sembrando vantaggiosi, questi tipi di materiali non presentano la stessa capacità del litio di poter immagazzinare molta energia in un piccolo spazio, come chiaramente accade per le batterie dei nostri laptop o dei nostri cellulari.
Inoltre, da ciò che emerge da una ricerca dell’University of California, questo tipo innovativo di batterie si deteriora in presenza dell’idrogeno presente nell’elettrodo della batteria, pertanto sarà necessario cercare di limitare, se non anche eliminare questo tipo di contaminazione.

Quindi l’upgrade necessario per migliorare la vita della tecnologia odierna ancora non è pronto, ma le batterie al sodio e al potassio potrebbero rappresentare una svolta per l’energia elettrica e l’energia casalinga, grazie alla loro reperibilità e convenienza.

Luisa Bizzotto

Studio all'Università di Padova Ingegneria Chimica e dei Materiali. Scrivo per La Voce che Stecca dal 16 luglio 2015 e su queste pagine mi occupo di cultura, scienza, musica e sport.

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