BATTERIE AL SODIO: LA TECNOLOGIA CHE PUÒ RENDERE L'UE PIÙ INDIPENDENTE DAI MATERIALI CRITICI
Le batterie a ioni-sodio funzionano praticamente come quelle al litio, rispetto a cui rappresentano un’alternativa promettente, soprattutto dal punto di vista dell’approvvigionamento dei materiali: una soluzione per realizzare sistemi di accumulo energetico e alimentare i veicoli elettrici in futuro.
Il numero di automobili elettriche in circolazione in tutto il mondo sta aumentando rapidamente: nel 2024 ne sono state vendute oltre 17 milioni, il 25% in più rispetto al 2023, secondo la società di analisi Rho Motion. La crescita maggiore riguarda la Cina (+40%), seguita da Stati Uniti e Canada (+9%), mentre in Europa si registra una contrazione del 3% (in Italia del 2%), dopo quattro anni di intenso sviluppo.
Di conseguenza la domanda di batterie per alimentare questi veicoli è destinata a crescere.
Come soddisfarla? Questo è uno dei principali campi in cui può trovare applicazione la tecnologia a ioni di sodio, che sta attirando sempre più l’attenzione della comunità scientifica e dell’industria.
COME FUNZIONANO LE BATTERIE AGLI IONI DI SODIO
Il funzionamento delle batterie al sodio è simile a quello delle batterie al litio, perché in entrambi i casi si genera elettricità attraverso reazioni chimiche reversibili. In pratica, in fase di carica gli ioni di sodio si spostano dal catodo all’anodo attraverso un elettrolita, accumulando energia, che viene rilasciata durante la fase successiva, quella di scarica, quando il processo si inverte.
Attualmente l’ambito di utilizzo più diffuso per le batterie al sodio è lo stoccaggio di energia su larga scala per eolico e solare, ma ci sono grandi potenzialità anche nel campo della mobilità, come dimostra l’esperienza della cinese BYD, compagnia di auto elettriche rivale di Tesla, che sta già impiegando questo tipo di batterie.
IL VANTAGGIO DELL'INDIPENDENZA DAI MATERIALI CRITICI
Uno dei principali vantaggi delle batterie agli ioni di sodio è la disponibilità dei materiali di cui sono fatte, in particolare il sodio, che costituisce il 2,8% della crosta terrestre ed è uno degli elementi più presenti sul nostro Pianeta.
Ciò consentirebbe di ridurre la dipendenza dell’UE da materie prime critiche e terre rare alla base delle batterie a ioni di litio, tra cui cobalto, grafite e nichel, che presentano una doppia problematica: oltre alla scarsa quantità disponibile, anche l’approvvigionamento è spesso messo a rischio da fattori geopolitici esterni, in primis la leadership della Cina nell’estrazione e nella produzione.
Proprio per far fronte a questo scenario, l’Unione Europea nel 2024 ha emesso il Critical Raw Material Act, con l’obiettivo di rafforzare tutte le fasi della filiera: in generale si prevede che la domanda UE di terre rare aumenterà di sei volte entro il 2030 e di sette volte entro il 2050, mentre la domanda di litio aumenterà rispettivamente di dodici e ventuno volte.
D’altra parte, la sperimentazione sulle batterie al sodio, soprattutto su scala industriale, deve ancora progredire. Tra gli aspetti da migliorare c’è, per esempio, quello della densità energetica, inferiore rispetto alla tecnologia ioni-litio, per cui al momento le batterie a ioni-sodio sono poco adatte a dispositivi che richiedono leggerezza e compattezza, come gli smartphone.
Inoltre, anche la loro sostenibilità e circolarità potrebbe migliorare. L’impatto ambientale si potrebbe ridurre sostituendo la grafite, materia prima critica utilizzata per gli anodi, con l’hard carbon, che si può ottenere da biomasse e scarti di lavorazione tramite pirolisi, processo termochimico però lungo ed energivoro.
L'UNIONE EUROPEA PUNTA SULLE BATTERIE AL SODIO
Oltre a diverse aziende europee, che stanno sviluppando batterie al sodio, anche l’Unione Europea sta investendo in ricerca e sviluppo per favorire l’adozione di questa tecnologia.
Tra le iniziative più rilevanti, il progetto SIMBA, finanziato dall’UE, che ha coinvolto istituti di ricerca, università e aziende in tutto il continente, dal 2021 al 2024.
Il risultato? La creazione di una tecnologia di batterie al sodio allo stato solido sicura e a basso costo, nonché la riconfigurazione delle linee di produzione delle batterie agli ioni di litio per ospitare quelle agli ioni di sodio, stabilendo al contempo una strategia di riciclaggio completa.
Sempre finanziato dall’UE è anche il progetto NAIMA, conclusosi nel 2023, che ha sviluppato e testato celle agli ioni di sodio di nuova generazione, dimostrando che sono altamente competitive, sicure e solide, oltre a essere la soluzione più conveniente per sostituire le tecnologie basate sul litio.
Il colosso tedesco delle batterie Varta ha invece lanciato da pochi mesi il progetto di ricerca ENTISE, con cui punta a sviluppare batterie agli ioni di sodio ecocompatibili e scalabili a livello industriale, in collaborazione con un consorzio di aziende e università e grazie a un finanziamento pari a circa 7,5 milioni di euro ricevuto dal Ministero federale dell'istruzione e della ricerca.
Interessante è anche il programma di Altris, azienda svedese da tempo al lavoro su batterie agli ioni di sodio dotate di soluzioni tecnologiche di nuova generazione. Oltre ad aver avviato qualche tempo fa una collaborazione con Stora Enso, colosso del settore degli imballaggi e delle costruzioni in biomateriali, per sviluppare materiali a base di carbonio di origine biologica da utilizzare per la produzione di anodi, nel marzo 2025 ha annunciato una partnership con il produttore automobilistico Volvo.
In Italia è invece attiva GEFARM, start-up fondata nel 2021 e incubata dal 2022 al Le Village by CA Triveneto, che a febbraio 2025 ha aperto a Dubai una nuova società, con l’obiettivo di diffondere la tecnologia italiana negli Emirati Arabi.
Le batterie al cloruro di sodio e nichel vengono prodotte dall’azienda svizzera HORIEN, partner della startup, che ha gli spazi produttivi in Friuli-Venezia Giulia, il centro ricerca e sviluppo in Sardegna e il quartier generale in Veneto, a Padova.