Il sodio si fa strada

Uno studio pubblicato sul  Journal of Materials Chemistry mostra come le batterie al sodio possano evolvere in strutture multiuso a costo industriale contenuto.

Gli attuali accumulatori al sodio (SIB) usano catodi anidri, ma lo studio pubblicato a settembre mostra che catodi umidi a base di vanadato di sodio idrato nanostrutturato (NVOH) permettono di mantenere acqua strutturale nel reticolo, aumentando la distanza interstrato e facilitando l’intercalazione di ioni sodio, con capacità specifiche in laboratorio fino a 280 mAh/g. Il dato è rilevante non solo per l’incremento prestazionale rispetto ai catodi convenzionali, ma perché abilita anche un doppio uso funzionale in ambito stazionario: accumulo energetico e desalinizzazione elettrochimica.

Nel confronto con le (ormai tradizionali) Li-ione, le SIB restano penalizzate in densità energetica (tipicamente 75–160 Wh/kg contro 150–300 Wh/kg a seconda della chimica), ma per impianti fissi i parametri dominanti divengono invece del peso costo per kWh installato, sicurezza e disponibilità delle materie prime. L’assenza di litio e, in molte formulazioni, di nichel e cobalto, consente una traiettoria di costo potenzialmente più stabile; diverse analisi industriali collocano dunque le SIB in una fascia competitiva nell’ordine di alcune decine di euro per kWh a regime di scala, con ulteriori margini legati a supply chain meno esposte a volatilità geopolitica.

Ma il doppio uso scaturisce dalla possibilità degli accumulatori a NVOH di operare anche in ambiente acquoso contenente sale marino, estraendo selettivamente ioni sodio durante la carica e rilasciandoli in scarica. Integrando un contro-elettrodo idoneo per la gestione degli anioni (es. Cl⁻), la batteria può funzionare quindi come modulo di desalinizzazione elettrochimica capacitiva/faradaica, rimuovendo sale dall’acqua mentre accumula energia. In uno scenario industriale costiero, ciò consente di accoppiare un impianto fotovoltaico o eolico a un sistema SIB che stabilizza la rete locale, produce acqua a minore salinità nelle fasi di carica e restituisce energia nelle fasi di scarica.

Dal punto di vista dei costi, il vantaggio potenziale è duplice: ammortizzare la spesa in conto capitale della batteria su due flussi di valore (energia + acqua) e ridurre il consumo specifico di desalinizzazione, che in configurazioni elettrochimiche avanzate può scendere sotto 1 kWh/m³ in condizioni ottimizzate. Restano tuttavia criticità ingegneristiche, quali corrosione da cloruri, gestione di sottoprodotti ossidativi, durabilità ciclica in elettroliti acquosi, ma l’orizzonte applicativo è coerente con microstrutture industriali e hub portuali, dove la sinergia tra accumulo e trattamento acqua può migliorare significativamente il costo totale di sistema rispetto a soluzioni separate. Un modo di integrare i sistemi che potrebbe fare scuola.