Batterie al sodio: la strada verso una logistica più sostenibile?

Nel progresso verso un mondo più sostenibile e privo di emissioni, la ricerca di tecnologie emergenti come le batterie al sodio potrebbe trasformare il modo in cui immagazziniamo e utilizziamo l’energia.

Man mano che la domanda di accumulo dell’energia cresce e le preoccupazioni sulla disponibilità di materiali per le batterie tradizionali persistono, risulta fondamentale esplorare i vantaggi, le sfide e il potenziale impatto che le batterie al sodio potrebbero avere in vari settori e, in particolare, in quello logistico. 

Cosa sono le batterie al sodio?

Le batterie al sodio sono dispositivi di accumulo di energia che usano il sodio come materiale principale per la reazione chimica che genera elettricità. Come le batterie agli ioni di litio, ampiamente adoperate??? nei dispositivi elettronici e nei veicoli elettrici, le batterie al sodio sono progettate per immagazzinare e rilasciare l’energia elettrica in modo controllato.

Sebbene le batterie al sodio rappresentino una promettente alternativa alle batterie agli ioni di litio in termini di abbondanza di risorse e capacità di accumulo, queste sono ancora in fase di sviluppo e richiedono ulteriori ricerche per superare le sfide tecniche e raggiungere un’effettiva implementazione.

Vantaggi e svantaggi delle batterie al sodio

Sia il litio che il sodio appartengono allo stesso gruppo di metalli alcalini nella tavola periodica. Il vantaggio principale del sodio è che si tratta di un elemento più abbondante nella crosta terrestre, il che lo rende una materia prima più economica rispetto al litio. 

Casey Crownhart spiega nel MIT Technology Review che: “A differenza del litio, il sodio può essere prodotto da un materiale abbondante: il sale. Poiché questa materia prima è poco costosa e facilmente disponibile, è possibile che la produzione di batterie agli ioni di sodio risulti notevolmente meno costosa nei confronti delle rivali agli ioni di litio, se solo più aziende iniziassero a produrle”.

Le batterie al sodio, inoltre, possono offrire una maggiore capacità di accumulo rispetto alle batterie agli ioni di litio, rendendole più adatte in situazioni che richiedono una grande quantità di energia.

Nonostante i vantaggi, le batterie al sodio presentano anche sfide tecniche che devono essere superate. Ad esempio, il sodio tende a formare dendriti (cristalli allungati) durante i cicli di carica e scarica, che possono provocare cortocircuiti e diminuire la durata della batteria. Per di più, le batterie al sodio sono ancora in fase di ricerca e sviluppo, quindi non sono così comuni o avanzate come le batterie agli ioni di litio in termini di tecnologia e disponibilità commerciale.

Come funzionano le batterie al sodio?

Le batterie al sodio funzionano in modo simile ad altre batterie ricaricabili: generano elettricità attraverso reazioni chimiche reversibili. Benché i dettagli esatti possano variare a seconda della progettazione e della chimica specifica della batteria, il suo funzionamento di base è il seguente:

• Celle ed elettrodi. Una batteria al sodio è composta da due elettrodi (anodo e catodo) immersi in un elettrolita, un conduttore ionico che permette il flusso di ioni tra gli elettrodi. Nell'anodo avviene una reazione di ossidazione, mentre nel catodo una reazione riduzione.
• Ricarica. Durante la ricarica della batteria, viene applicata corrente elettrica attraverso gli elettrodi. Nell'anodo, gli ioni di sodio vengono rilasciati e viaggiano verso il catodo attraverso un elettrolita. Nel catodo l'energia viene immagazzinata attraverso l'intercalazione di ioni o composti che contengono sodio nella loro struttura.
• Scaricamento. Quando la batteria si scarica, la reazione si inverte. Gli ioni di sodio migrano dal catodo all'anodo, rilasciando elettroni durante il processo. Questi elettroni possono essere raccolti da un circuito esterno e utilizzati per alimentare dispositivi elettrici.
• Generazione di elettricità. La corrente elettrica scorre dall'anodo al catodo attraverso il circuito esterno, fornendo energia ai dispositivi collegati. Gli ioni di sodio continuano a muoversi tra gli elettrodi in tutto l'elettrolita, mantenendo attiva la reazione chimica.
• Ciclo di ricarica e scarica. Le batterie al sodio possono essere ricaricate ripetendo il processo di carica e scarica. Più volte viene eseguito questo ciclo, più è importante che le reazioni chimiche siano reversibili e che gli effetti collaterali, che diminuirebbero la capacità della batteria nel tempo, siano ridotti al minimo.

La chimica esatta e la progettazione delle batterie al sodio variano a seconda della tecnologia specifica adottata. Diversi tipi di elettrodi ed elettroliti possono influire sull'efficienza, sulla durata e su altre proprietà della batteria.

Applicazioni delle batterie al sodio nella logistica

Le batterie al sodio potrebbero avere differenti applicazioni nel campo della logistica grazie alla loro capacità di immagazzinare energia in modo efficiente. Alcune di queste applicazioni includono:

• Accumulo di energia nei magazzini. Le batterie al sodio potrebbero essere impiegate per immagazzinare energia durante i periodi di bassa domanda e rilasciarla durante i picchi, contribuendo ad abbassare i costi dell’elettricità e a migliorare l’efficienza energetica.
• Veicoli elettrici. Le batterie al sodio potrebbero essere utilizzate nei veicoli elettrici, sia nei camion che nei carrelli elevatori o altre attrezzature di movimentazione dei magazzini, offrendo una maggiore autonomia rispetto alle batterie agli ioni di litio.
• Sistemi di backup energetico. Un sistema di alimentazione di emergenza fornisce energia in caso di interruzione o altro tipo di incidente, evitando l'interruzione dell'attività logistica. 
• Stazioni di ricarica intelligenti. Le batterie al sodio potrebbero essere integrate nelle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici per fornire una fonte di energia più stabile e sostenibile.

Una logistica più sostenibile

Le batterie al sodio potrebbero ricoprire un ruolo cruciale nell’ottimizzazione delle operazioni logistiche fornendo una fonte affidabile di energia e migliorando la sostenibilità in vari aspetti della supply chain. Tuttavia, bisogna tenere in considerazione che le batterie al sodio sono ancora in fase di sviluppo e la loro adozione nelle applicazioni logistiche dipenderà dalla loro fattibilità tecnica ed economica nel futuro.

La ricerca dell’efficienza energetica è diventata una priorità che non riguarda solo il campo della logistica, ma che incide su tutti i settori in generale. Questo perché le fonti energetiche tradizionali hanno un somministro limitato, sono sempre più costose e hanno un impatto crescente sull’ambiente.

Mecalux, ad esempio, utilizza supercondensatori nel sistema automatico Pallet Shuttle, dispositivi che consentono di immagazzinare grandi quantità di energia. I supercondensatori sono ideali per questo sistema automatico perché sfruttano la loro propria energia per ricaricarsi in pochi secondi, permettendogli di funzionare 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana.

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