Arrivano le batterie al sodio, che potrebbero salvare (forse) il nostro futuro

Le batterie al litio sono state una rivoluzione. Alimentano i nostri telefoni cellulari, i portatili, le automobili. E, come ricorda un recente articolo pubblicato dall'Economist, nel 2019 hanno fatto guadagnare a tre dei loro pionieri un premio Nobel. Ancora oggi questa tecnologia è vitale per tentare di diminuire le emissioni di gas serra, anche grazie alla loro grande efficienza. Ci sono, tuttavia, alcuni problemi. E anche grossi: primo fra tutti, la scarsità dei preziosi elementi chimici per realizzarle. Non solo il litio, ma anche il cobalto e il nichel. Materiali estratti in luoghi dove le condizioni di lavoro lasciano molto a desiderare. Ecco perché sono sempre di più le aziende che stanno guardando con interesse a un'alternativa chiamata sodio. Un elemento chimico decisamente più abbondante, economico e sostenibile. Una nuova rivoluzione è alle porte e potrà (forse) salvare il nostro futuro, sempre più affamato di energia.

Gli esperti dicono che già nel corso 2024, in Cina, le prime automobili alimentate da batterie a ioni di sodio saranno in circolazione sulle strade del Paese. Tutto bello, tutto bene. Ma il prezzo? Sarà anche più economica, una vettura che «cammina» con il sodio anziché con il litio? Secondo una presentazione dell'azienda cinese HiNa Battery, stiamo parlando di una differenza tra il 30 e il 40 per cento. Il grafico sulla terza diapositiva mostra in maniera dettagliata le componenti del costo: la quota maggiore (il 43% nel caso del litio) si riduce a un 26% per il sodio. Gli esperti, però, non si sbilanciano. «Difficile da dire», ammette al Corriere del Ticino Gian Carlo Dozio, dell'Istituto di sistemi ed elettronica applicata della Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana, sotto il Dipartimento tecnologie innovative. «Dipenderà soprattutto dal mercato e da quanto saranno ottimizzati i sistemi industriali. Oggi non conviene, ma un domani chissà». Una risposta simile arriva anche da Londra, dalla Benchmark mineral intelligence, un'azienda specializzata nel tenere d'occhio, dal 2014, il mondo dei prezzi e dei materiali che fanno funzionare il settore delle applicazioni nel campo dell'energia elettrica.

«Le batterie agli ioni di sodio, in gergo si chiamati accumulatori, hanno il vantaggio di essere riciclabili in maniera semplice e totale. Oltre a non contenere materiarli rari», aggiunge Dozio. «Ma un ulteriore loro punto di forza sta nella sicurezza. Difatti, le soluzioni basate sugli ioni di litio creano scintille e possono prendere fuoco, rappresentando un problema in molti settori». Cosa che non succede nel caso delle batterie agli ioni di sodio.

Rory McNulty, analista senior di Benchmark mineral intelligence, afferma come le due tecnologie siano molto simili tra loro. «Invece di muovere ioni di litio, muove ioni di sodio. Se si guarda la tavola periodica degli elementi, il litio è in alto a sinistra e il sodio si trova nella casella subito sotto. Ciò significa che Il sodio è più pesante del litio». Che si traduce in una densità di energia minore. Sempre secondo Gian Carlo Dozio, la densità attuale delle batterie a ioni di sodio è di 160Wh/kg contro i 250Wh/kg per gli ioni il litio. Una bella differenza.

«Ma offrirebbero comunque un'alternativa più economica—ribatte a distanza McNulty—, anche se non saranno in grado di competere sul lato delle prestazioni. Per veicoli elettrici a lungo raggio, quindi, penso ci sarà sempre bisogno di batterie agli ioni di litio. Un veicolo elettrico a corto raggio, tuttavia, lo stoccaggio stazionario o lo stoccaggio in rete, potrebbero vedere nelle batterie agli ioni di sodio un'ottima tecnologia».

L'analista senior prosegue illustrando la genesi del crescente interesse dietro questo tipo di batterie: «Esistono da tempo, perlomeno tanto quanto le batterie agli ioni di litio. L'idea alla base c'è sempre stata, ciononostante i prezzi del litio sono sempre stati molto bassi e non aveva senso impiegare una tecnologia che non fosse così potente. Insomma... Negli ultimi due anni le materie prime legate alla produzione delle batterie agli ioni di litio sono aumentate di prezzo in modo significativo. E molti si sono preoccupati sulla fornitura nei prossimi dieci o 15 anni: abbiamo abbastanza materiale per produrre batterie agli ioni di litio? Molte aziende hanno così iniziato a considerare il sodio come un'opzione interessante e realistica».

Gli esperti, però, premettono che questa nuova visione non sarà una panacea. Il sodio non oscurerà il buon vecchio (e potente) litio: «Queste due tecnologie lavoreranno insieme e si completeranno a vicenda per contribuire alla nostra transizione energetica», sottolinea il 27.enne.

Una transizione energetica che è già in corso. Batterie basate sul sodio sono già in uso su alcuni modelli di biciclette, piccoli veicoli a tre ruote o anche carrelli elevatori per i magazzini. È ancora un mercato molto piccolo rispetto a quello in mano alle batterie al litio. Ma è pur sempre un inizio. «Direi che nei prossimi due o tre anni ci si può aspettare una certa diffusione per le strade cinesi. Nel resto del mondo, penso che una piccola rivoluzione in questa direzione la vedremo già entro i prossimi cinque anni».

Una rivoluzione piuttosto «morbida», che tenderà a includere. Includere le tecnologie, come appunto le batterie al litio. «Le batterie agli ioni di sodio saranno impiegate in tutti quei campi che richiedono prestazioni inferiori. Nei veicoli a corto raggio, ad esempio. Ovunque il costo sia un fattore importante, ma il peso e il volume non contano».

Il nostro interlocutore evidenzia come negli ultimi due anni le materie prime per realizzare accumulatori agli ioni di litio siano aumentate di prezzo in maniera considerevole. «Ecco perché il sodio ha suscitato molto interesse in questo lasso di tempo. In effetti, potrebbe offrire una buona alternativa».

L'ultimo punto debole è dato dall'abbassamento dei prezzi del litio rispetto al picco di dicembre. «Hanno reso più temeraria l'idea di percorrere la via del sodio. Un anno fa, quando l'interesse su questo tema era al suo apice, anche i prezzi del litio lo erano. A gennaio abbiamo poi assistito a un calo del 60% del prezzo del litio. E questo ha reso l'argomento leggermente più complicato».

McNulty ricorda che l’evoluzione delle tecnologie richiede tempo. Soprattutto se si tratta di percorsi mai battuti in precedenza, perlomeno dal punto di vista dei processi integrati a livello industriale. «Ogni volta che si sviluppa una nuova tecnologia, questa necessita di tempo per essere ottimizzata e per abbattere i costi».

Dal momento che gli elementi e il funzionamento delle due tecnologie sono molto simili, secondo l'esperto sarebbe comunque possibile adattare in maniera semplice e rapida il processo produttivo di una fabbrica dall'una all'altra. «Più facilmente rispetto a una tecnologia del tutto nuova che parte da zero».

L'occasione di avere una riserva di materiale sconfinata per costruire accumulatori di energia è troppo ghiotta. «Basti guardare il mare e l'acqua salata. È tutto cloruro di sodio, in fin dei conti. Tutte sorgenti a portata di mano. Anche se, d'altra parte, le catene di approvvigionamento sono ancora troppo deboli e la produzione di massa di materiali della purezza necessaria non è ancora una realtà così grande».

E così, prodotti o materiali che in teoria dovrebbero costare molto poco, sul mercato risultano ancora molto cari. «Certo, il discorso ha senso se il costo della mia batteria al litio è qui e quella al sodio è molto più basso», ammette l'ingegnere indicando con le mani delle altezze ideali. Muovendo la mano che idealmente rappresentava la colonna del litio più in basso, osserva che se lo scarto non è così grande, è ovvio che l'incentivo non è paragonabile allo scenario precedente.  

«Ma i prezzi del litio sono molto volatili. La situazione potrebbe cambiare nel giro di sei mesi», conclude con un tono speranzoso.