Veicoli elettrici - mobilità - tecnologie - ambiente - energia rinnovabile. L'esaurimento delle risorse e le conseguenti ripercussioni politiche ed economiche rendono necessario ridurre la dipendenza dall'importazione di prodotti petroliferi e spingere quindi verso lo sviluppo di fonti energetiche alternative. I veicoli elettrici possono utilizzare tecnologie e risorse nel modo più efficiente.


lunedì 6 dicembre 2010

Batterie ai sali di sodio, sodium-metal halide

Oggi parliamo delle batterie sodium-metal halide (ioduri di metal-sodio) ovvero Na-NiCl2.

Qualche tempo fa la GE  lanciò  questo tipo di batterie per gli UPS, l'accumulo di energia ad uso stazionario.

Si legge  nel loro sito web che sono adatte per gli ambienti che hanno temperature estreme, non richiedono un ambiente controllato per le prestazioni di punta,  l'ingombro è ridotto, occupano uno spazio notevolmente inferiore rispetto alle batterie tradizionali. Hanno vita lunga, fino a due decenni ed il loro design le rende più affidabili rispetto alle batterie tradizionali. Hanno inoltre alta densità di energia. Possono immagazzinare più energia in uno spazio più piccolo rispetto alle soluzioni alternative attuali di accumulo di energia con batterie. Progettate per dare alta affidabilità. Manutenzione minima, non producono sostanze chimiche tossiche, sono riciclabili, e possono essere monitorate in remoto.

Abbiamo 'attenzionato' le batterie in attesa di qualche novità che puntualmente è arrivata. Eccola.

GE demonstrates "Electric Bus of the Future"


Cliccare sull'immagine per aprire il video
La possiamo vedere in breve filmato YouTube dove viene detto che sono montate su un bus, un dual-bus. Un bus elettrico, ibrido, che ha a bordo le batterie ai sali di sodio che lavorano in sinergia con le batterie al litio. Le batterie al litio? Perché questa complicazione?

The hybrid systems research team at GE Global Research successfully demonstrated a dual battery system on a zero tailpipe emissions hybrid transit bus that pairs a high-energy density sodium battery with a high-power lithium battery. The dual battery system provides a cost-effective solution for electrification of buses, delivery trucks, off-highway vehicles, and other heavy-duty vehicles. This is a video of the team test driving the bus in action.

Dal testo originale sopra riportato si comprende che le batterie ai sali di sodio provvedono a immagazzinare energia in virtù del fatto che hanno una buona densità di energia ma hanno bisogno del supporto dato dalle batterie al litio per erogare l'energia in quantità sufficiente da permettere al bus di accelerare appropriatamente. Il punto debole di questo tipo di batterie è avere una bassa potenza di erogazione. Torniamo indietro dove si dice che "sono adatte per gli ambienti che hanno temperature estreme". Perché? Perché, per funzionare, devono lavorare a temperature tra i 270 e i 350°C. Ma per raggiungere quelle temperature operative si deve far ricorso a energia di stabilizzazione termica. Da dove prendono l'energia? Da se stesse. Quindi hanno un'autoscarica come tutte le batterie e una scarica forzata dovuta alla richiesta di energia per mantenere la temperatura. Più bassa è la temperatura più energia si richiede. Le batterie che conosco che funzionano allo stesso modo, le Ni-NaCl2, hanno una scarica giornaliera che va dal 10 al 15%. Se queste hanno la stessa peculiarità, indubbiamente negativa, una volta raggiunta la temperatura ambiente per qualche ragione (impossibilità di raggiungere una presa di corrente per la 'ricarica'), pur non deteriorandosi, devono sottostare ad un procedimento particolare. Una volta inserita la spina nella presa per effettuare la ricarica è necessario aspettare raggiungimento della temperatura di funzionamento (consumando energia senza ricaricare le batterie) per poi finalmente cominciare ad accumulare energia al loro interno. Uno spreco di energia, comunque.

Vale la pena? Forse si, ma per una nicchia di mercato, un 'nidino' di mercato. Se la batteria GE ha la stessa densità di energia delle Ni-NaCl2 che conosciamo si arriva a circa 120 Wh/kg. Le batterie agli ioni di litio delle varie famiglie hanno una densità di energia tra gli 80/90 Wh/kg e i 150/200 Wh/kg. La temperatura d'operatività delle batterie agli ioni di litio è in un range compreso tra i -20°C e i +60°C. Temperature esterne o di sistema più basse o più alte possono essere adeguate con dispositivi termici esterni abbinati alle batterie agli ioni di litio, 'alla bisogna', del tutto compatibili con i consumi, mai annullabili, che richiedono le batterie ai sali di sodio. Molto più semplicemente.

Giudizio: rivedibili, anche se non del tutto bocciate in quanto presentano degli aspetti positivi se utilizzate nelle collocazioni tecnologicamente appropriate.

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2 commenti:

Mauro ha detto...

Forse potrebbero essere utilizzate nei veicoli ibridi...
Il calore sprecato dal motore endotermico potrebbe infatti essere utilizzato per scaldare le batterie!
Pero' si perderebbe il vantaggio dell'efficenza elettrica nei piccoli spostamenti in quanto le batterie diventerebbero operative solo dopo un certo tempo.
Quindi in un autobus ibrido (qualche cosa che non faccia soste lunghe)

Massimo De Carlo ha detto...

Potrebbe essere, brevi soste ma il consumo di stabilizzazione termica esiste egualmente. Vedremo cosa si inventano per farla digerire.