Batterie al sale: cosa sono, come funzionano e perché sono una risorsa per il futuro

Nel panorama sempre più dinamico della conservazione dell’energia, le batterie al sale stanno attirando sempre più l’attenzione di ricercatori, aziende e governi. In un settore dominato dalle batterie al litio, questa tecnologia alternativa si fa spazio grazie a una serie di vantaggi che promettono sostenibilità, sicurezza e minori costi. Si tratta di un possibile tassello chiave nella complessa sfida della transizione energetica. Vale la pena allora fermarsi un momento, guardare oltre il litio e chiedersi: cosa rende davvero interessanti le batterie al sale? E quali ostacoli devono ancora superare?

Cosa sono le batterie al sale 

Comunemente chiamate batterie al sale, sarebbe forse più corretto definirle batterie ai sali fusi o anche batterie termiche, perché immagazzinano energia sotto forma di calore. Il cuore del loro funzionamento risiede in una miscela di sali riscaldati a temperature elevate, capace di trattenere energia e rilasciarla quando necessario.

Il confronto con le batterie al litio è inevitabile: queste ultime sono leggere, compatte e già ampiamente diffuse, ma le batterie ai sali fusi offrono vantaggi significativi in termini di disponibilità delle materie prime e sicurezza. Non contengono litio, cobalto o nichel: utilizzano materiali più comuni, meno costosi e meno pericolosi. Va considerato, però, anche l’altro lato della medaglia: i costi di produzione sono elevati e oggi trovano applicazione solo in impianti su larga scala. Non sono quindi adatte, per esempio, negli smartphone.

Ma qual è la loro origine? Contrariamente a quanto si possa pensare, non si tratta di una vera e propria novità. I primi studi risalgono agli anni ’80 con il progetto ZEolite Battery Research Africa. Oggi, però, l’interesse è più vivo che mai, con giganti come CATL e realtà italiane come AMG Italian Energy Storage che scommettono sul potenziale di questa tecnologia in continua evoluzione.

Come funziona una batteria al sale

Capire come funziona una batteria al sale può sembrare ostico, specialmente se non si ha grande dimestichezza con le scienze e, in particolare, con la chimica. Possiamo, però, provare a semplificare i concetti più importanti. Ogni batteria è composta da due elettrodi:

• uno positivo, formato da una miscela di cloruro di rame e nichel;
• uno negativo, composto da sodio liquido.

A separarli c’è un elemento chiave: un tubo ceramico speciale, chiamato elettrolita, che permette solo il passaggio degli ioni necessari al funzionamento della batteria.

Ma perché si parla di “sali fusi”? Perché tutto il sistema funziona solo a temperature elevate, tra i 270°C e i 350°C, necessarie per fondere il sodio, elemento chiave della reazione. Durante la carica, il sale (sì, proprio il comune sale da cucina, la cui formula chimica è NaCl) viene scomposto e i suoi componenti si riorganizzano: il sodio si separa, mentre il nichel si lega al cloro. Quando si utilizza la batteria – quindi in fase di scarica – avviene il processo inverso e viene rilasciata energia. Oltre all’aspetto chimico interessante, questa tecnologia è anche promettente per durata e affidabilità: le batterie al sale possono infatti superare i vent’anni di vita utile, mantenendo buone prestazioni nel tempo. Un dato niente male, soprattutto se pensiamo a sistemi di accumulo stazionari e su larga scala.

Batterie al sale per fotovoltaico: un’accoppiata vincente

In un’epoca in cui l’attenzione alla sostenibilità ambientale è sempre più alta e condivisa, non stupisce che l’interesse per le batterie al sale sia tornato a crescere, soprattutto in combinazione con gli impianti fotovoltaici. La possibilità di produrre energia pulita e diventare più indipendenti dalla rete elettrica nazionale è oggi una scelta sempre più diffusa: si risparmia, si riduce l’impatto ambientale e si guarda al futuro con maggiore responsabilità. In questo contesto, le batterie ai sali fusi si stanno rivelando un’alternativa solida e promettente. Ecco perché:

• Permettono di immagazzinare l’energia solare, che può poi essere utilizzata nei momenti in cui l’impianto fotovoltaico non produce, come durante la notte o nelle giornate nuvolose;
• Sono più sostenibili rispetto alle batterie al litio, in quanto utilizzano materiali meno inquinanti, più abbondanti e riciclabili;
• Hanno una lunga durata, il che si traduce in una significativa riduzione dei costi energetici nel lungo periodo.

Questi vantaggi non sono solo teorici. Un esempio concreto è il bivacco Gervasutti sul Monte Bianco, che utilizza un sistema di accumulo da 7,8 kWh basato su batterie al sale per garantire autonomia energetica in un ambiente estremo. Esistono poi progetti per moduli abitativi più ampi, con capacità fino a 19 kWh.

Batterie al sale per auto elettriche: una sfida in evoluzione

Tra le applicazioni più interessanti delle batterie al sale, oltre all’accumulo di energia per impianti fotovoltaici, c’è sicuramente il loro potenziale impiego nella mobilità elettrica. Le prospettive in questo ambito si fanno ancora più concrete se si considera l’interesse di colossi come BYD, leader cinese dell’auto elettrica, che ha avviato importanti progetti di sviluppo legati a questa tecnologia, pur avendo già ampio accesso al litio. Il motivo? Le batterie a base di sodio, pur avendo un’efficienza energetica inferiore rispetto a quelle al litio, utilizzano materiali molto più abbondanti, economici e meno critici, come sodio, carbonio e manganese. Il loro impiego nel settore automotive è ancora in fase di test, ma i primi risultati sono promettenti. Alcuni esperimenti in laboratorio stanno cercando di migliorare la capacità di accumulo impiegando lo stagno, un materiale anch’esso facilmente reperibile.

Al momento, queste batterie garantiscono meno autonomia: un’utilitaria che percorre 300 km con batterie al litio potrebbe fermarsi intorno ai 200 km con le attuali batterie al sodio. Il loro costo inferiore e la maggiore sostenibilità ambientale, però, le rendono ideali per i veicoli urbani o per fasce di mercato a basso costo. In futuro, quindi, queste batterie potrebbero, più che sostituire, affiancare le batterie al litio e contribuire ugualmente a rendere l’elettrico più accessibile e circolare.

Batterie al sale: pro e contro

Dalle informazioni viste finora, è chiaro che le batterie al sale offrono diversi vantaggi, rendendole una soluzione interessante nel panorama delle soluzioni di accumulo energetico. In particolare:

• Sono sicure, poiché l’assenza di materiali infiammabili riduce il rischio di incendi;
• Sono sostenibili, dal momento che sono realizzate con materiali abbondanti e facilmente reperibili, come il sodio, e in più sono riciclabili;
• Possono operare efficacemente per oltre 20 anni senza degradarsi significativamente, mantenendo buone prestazioni nel tempo e rappresentando così una soluzione a lungo termine;
• Funzionano in modo efficace anche in condizioni climatiche severe, mantenendo prestazioni costanti;
• Non richiedono interventi frequenti, con una riduzione dei costi operativi nel tempo.

Ma se sono così vantaggiose, perché non sono ancora così diffuse? Come ogni tecnologia, anche le batterie al sale presentano alcuni limiti da considerare.

Per prima cosa, rispetto alle batterie al litio, a parità di dimensioni, immagazzinano meno energia. Inoltre, una volta completamente scariche, necessitano di un tempo prolungato (circa 10-12 ore) per tornare alla temperatura operativa ottimale. Questo, dunque, le rende meno adatte per applicazioni che richiedono ricariche rapide o utilizzi intermittenti. Le loro dimensioni e il peso le rendono meno pratiche per dispositivi portatili o applicazioni dove lo spazio è limitato.​

Considerando pro e contro, possiamo dire che la scelta di una batteria al sale è particolarmente indicata per applicazioni stazionarie su larga scala, come l’accumulo di energia da impianti fotovoltaici o per usi industriali, dove la durata, la sicurezza e la sostenibilità sono prioritarie rispetto alla compattezza o alla rapidità di ricarica. In ogni caso, con il continuo sviluppo della ricerca, è probabile che le batterie al sale diventino sempre più diffuse nel mercato dell’energia, affermandosi come una soluzione affidabile e sostenibile per un futuro più verde.