Avviato un progetto del BMBF per la rapida implementazione industriale della tecnologia agli ioni di sodio

Le celle a batteria sono una componente indispensabile della transizione verso la mobilità decisa dall'Unione Europea entro il 2030. Svolgono inoltre un ruolo cruciale nell'integrazione di grandi quantità di elettricità rinnovabile nella rete e sono essenziali per un'alimentazione ininterrotta durante l'installazione di stazioni di telecomunicazione 5G. Le batterie agli ioni di litio sono attualmente i dispositivi di accumulo di energia più utilizzati. Tuttavia, la dipendenza e la scarsità di materie prime rappresentano una sfida significativa per il mercato delle batterie agli ioni di litio. È quindi urgente trovare alternative comparabili per i sistemi di accumulo di energia sia mobili che fissi. Il sodio è considerato una materia prima particolarmente acritica, è facilmente disponibile, poco costoso ed è classificato come molto sicuro. Le batterie agli ioni di sodio possono quindi svolgere un ruolo chiave nel garantire un approvvigionamento energetico europeo stabile e sostenibile.

Stabilità a lungo termine e alta densità energetica come obiettivo di sviluppo

Quando si utilizzano materie prime alternative, è importante ottimizzare sia la stabilità a lungo termine che l'utilizzo pratico delle densità energetiche teoriche dei materiali e delle celle della tecnologia agli ioni di sodio rispetto agli sviluppi convenzionali, al fine di garantire le prestazioni richieste. Nonostante le proprietà elettriche simili, il litio e il sodio non possono essere semplicemente scambiati. Le differenze chimiche tra questi elementi portano attualmente a sfide tecniche che comportano un invecchiamento più rapido delle batterie al sodio e ne compromettono le prestazioni.

Il progetto "SIB:DE FORSCHUNG" mira quindi in particolare a individuare materiali attivi SIB che possano essere prodotti in modo scalabile e che offrano prestazioni competitive delle celle. Inoltre, è di particolare importanza lo sviluppo di dimostratori di celle SIB e la valutazione della capacità di drop-in della tecnologia, che consente l'integrazione nei processi di produzione della tecnologia agli ioni di litio esistente. Ciò faciliterà la transizione verso nuove tecnologie e ridurrà i costi di produzione e i tempi di sviluppo. Per valutare i risultati, verrà creata una matrice di valutazione che tiene conto dei fattori tecnologici, economici ed ecologici per i diversi sistemi di materiali e processi.

Più valore aggiunto grazie a partner forti

Il consorzio del progetto "SIB:DE FORSCHUNG" è composto da sette partner industriali e 14 partner accademici, oltre a una cerchia allargata di 42 partner scientifici e industriali attualmente associati. Si tratta del più grande consorzio tedesco su questo tema. BASF coordina l'intero progetto. Solo grazie a questa stretta integrazione di competenze scientifiche e industriali è possibile ottenere un rapido trasferimento dei risultati della ricerca alla scalabilità industriale e rendere possibile la penetrazione sul mercato della tecnologia degli ioni di sodio.

Mentre i partner accademici lavorano sui temi della scienza dei materiali e della tecnologia delle celle, i partner industriali si concentrano sulla scalabilità dei materiali e sui formati di celle legati all'industria. Alla fine del progetto, il lavoro si tradurrà in una raccomandazione sulla fattibilità di un processo industrializzabile. Questi risultati fungeranno da interfaccia diretta con i temi di produzione e i formati industriali che vengono presi in considerazione nel progetto di follow-up della ricerca sulla produzione "SIB:DE ENTWICKLUNG". L'obiettivo generale del progetto è quello di creare un ecosistema completo per la produzione di batterie agli ioni di sodio.

Con il suo lavoro, l'intera "iniziativa SIB:DE" rappresenta un passo significativo verso uno sviluppo sostenibile e indipendente delle batterie in Europa e contribuisce a superare le sfide della mobilità elettrica e delle energie rinnovabili.

Partner del progetto

• BASF SE (coordinatore)
• E-Lyte Innovations GmbH
• Evonik Operations GmbH
• Centro di ricerca Jülich/Istituto di materiali e dispositivi energetici (IMD-4, Istituto Helmholtz di Münster)
• Centro di ricerca Fraunhofer per la produzione di celle per batterie FFB
• Istituto Fraunhofer per la tecnologia di produzione e i materiali avanzati IFAM
• Istituto Fraunhofer per la tecnologia di fusione, compositi e lavorazione IGCV
• Università Humboldt di Berlino
• KIT/Istituto Helmholtz di Ulm (AK Bresser)
• KIT/Istituto Helmholtz Ulm (AK Fichtner)
• Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) - Istituto per i materiali applicati - IAM
• Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) - Istituto per la nanotecnologia - BELLA
• Litona GmbH
• Rain Carbon Germany GmbH
• RWTH Aachen - Istituto per l'elettronica di potenza e gli azionamenti elettrici (ISEA)
• Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
• Università tecnica di Monaco
• Università di Bayreuth
• Università di Münster (Centro di ricerca sulle batterie MEET, IfBM)
• VARTA Microbattery GmbH
• Centro di ricerca sull'energia solare e l'idrogeno (ZSW)