Costose, rischiose e soggette a un decadimento quinquennale, le attuali batterie elettriche utilizzano minerali rari e preziosi come litio, manganese, cobalto e nichel di non facile reperimento. Tutti elementi che oltre al ricorrente rischio d’incendio a temperature superiori ai 30 gradi, rappresentano il principale handicap che frena non poco la diffusione della auto elettriche. La situazione tuttavia sta per cambiare. Il Wall Street Journal accende le speranze dell’electric automotive con un articolo sull’arrivo delle batterie alimentate da ioni di sodio, cioè dal comune sale da cucina, e soprattutto meno esposte al surriscaldamento.
Le batterie agli ioni di sodio non presentano quasi nessuno dei problemi delle batterie agli ioni di litio e sono abbastanza economiche da rendere la dipendenza dai combustibili fossili un ricordo del passato.
Le startup statunitensi stanno finalmente realizzando qualcosa su cui i ricercatori lavorano da decenni: una batteria in cui elementi rari e difficili da reperire vengono sostituiti con le stesse sostanze presenti nel comune sale da cucina.
Questa tecnologia ha il potenziale per aiutare ogni paese del mondo a liberarsi dalla dipendenza dalla Cina per le batterie e per i minerali essenziali che le compongono.
Come qualsiasi altra batteria, le celle agli ioni di sodio possono immagazzinare e rilasciare energia. Inizialmente vengono impiegate dove sono più necessarie, ovvero nella rete elettrica americana e nel crescente numero di data center. Come nelle nostre case , dotare la rete o altre infrastrutture della capacità di immagazzinare energia quando è economica e abbondante, e di rilasciarla quando scarseggia, può aumentare l’affidabilità e ridurre il costo dell’elettricità.
Mentre negli Stati Uniti lo stoccaggio di energia tramite batterie per la rete elettrica sta già crescendo a ritmo vertiginoso, le nuove batterie al sodio sono potenzialmente più economiche, durevoli, sicure e affidabili rispetto a quelle convenzionali al litio. Potrebbero accelerare la diffusione delle energie rinnovabili e rappresentare un’alternativa meno inquinante alle turbine a gas naturale e ai generatori diesel.
La maggior parte delle batterie al sodio viene ora prodotta in Cina e rappresenta meno dell’1% di tutte le batterie consegnate quest’anno. Negli Stati Uniti, diverse startup hanno iniziato a produrre piccole quantità di queste batterie e stanno correndo per aumentare la produzione. Un gigante industriale, General Motors , sta progettando le proprie batterie a base di sodio per adattarle a diverse applicazioni prima di passare alla produzione di massa.
Un recente rapporto di Morgan Stanley prevede che entro un decennio, oltre un terzo di tutte le batterie prodotte nel mondo utilizzerà il sodio, non il litio.
Il ristretto gruppo di imprenditori in pole position per introdurre su larga scala le batterie agli ioni di sodio negli Stati Uniti comprende una coppia di ex ingegneri Tesla che si sono uniti per competere con il loro vecchio capo.
Landon Mossburg è Ceo di Peak Energy, una startup che ha raccolto decine di milioni di dollari per costruire uno stabilimento per la produzione dei suoi pacchi batteria, mentre Kurt Kelty è vicepresidente di GM e responsabile delle attività di sviluppo delle batterie dell’azienda. GM ha effettuato un investimento strategico in Peak Energy e prevede di progettare e produrre batterie agli ioni di sodio personalizzate. Peak Energy, a sua volta, mira ad assemblarle in sistemi che possano essere collegati alla rete elettrica statunitense, attualmente in difficoltà .
A luglio, Peak ha annunciato la scelta di un impianto di 183.000 piedi quadrati (circa 17.000 metri quadrati) destinato ad ospitare la sua “gigafactory” per la produzione di pacchi batteria a Sacramento, in California. Il piano prevede l’avvio della produzione all’inizio del 2027 e una capacità produttiva di 4 gigawattora di batterie all’anno, ovvero 40 volte superiore ai 100 megawattora annui prodotti dall’attuale impianto pilota di Burlingame, sempre in California.
La startup ha già annunciato accordi per oltre 1,1 miliardi di dollari con clienti tra cui le società di stoccaggio energetico Jupiter Power ed Energy Vault, nonché Rwe Americas, una filiale della multinazionale energetica tedesca Rwe.
Negli Stati Uniti, il settore dell’accumulo di energia su larga scala tramite batterie è dominato dalla divisione Energy di Tesla. Questa unità, che utilizza batterie agli ioni di litio convenzionali, è la divisione in più rapida crescita dell’azienda e crea sistemi progettati per l’accumulo di energia su vasta scala nelle reti elettriche .
Mossburg afferma di voler conquistare un’ampia fetta del mercato potenziale per i giganteschi pacchi batteria “Megapack” venduti da Tesla, offrendo sistemi agli ioni di sodio significativamente più economici, più affidabili e meno soggetti a incendi.
Tutte le batterie agli ioni di litio possono incendiarsi, un processo chiamato “fuga termica” che può interessare i pacchi batteria sugli aerei, nei veicoli elettrici o negli impianti di accumulo di energia su larga scala. Tali incendi sono rari, ma possono verificarsi; nel 2025, un incendio di questo tipo ha sprigionato fiamme sopra un impianto di Tesla Megapack a Boulder City, in Nevada. Tesla, che non ha risposto alle richieste di commento, ha periodicamente organizzato eventi per addestrare i vigili del fuoco a intervenire in caso di incendi di batterie.
Gli attuali pacchi batteria agli ioni di litio per l’accumulo di energia nella rete elettrica richiedono sistemi di raffreddamento a liquido per prevenire gli incendi. Questo requisito, afferma Mossburg, complica ulteriormente il sistema, crea molti più potenziali punti di guasto e riduce la quantità di energia immagazzinata per metro quadrato.
Il vantaggio competitivo delle batterie al sodio per applicazioni di accumulo stazionario come i sistemi di alimentazione di backup dei data center (in sostituzione dei generatori diesel) e le reti elettriche (in sostituzione delle centrali a gas naturale per i picchi di domanda) risiede in parte nel loro minore fabbisogno di raffreddamento.
Secondo Mossburg, i sistemi di raffreddamento per i pacchi batteria agli ioni di litio rappresentano circa il 90% dei costi operativi delle batterie convenzionali per l’accumulo di energia nella rete elettrica. Tale costo deriva dalla necessità di manutenere i sistemi di raffreddamento, di ripararli in caso di guasto e di progettare i campi di batterie in modo da limitare i danni in caso di guasto catastrofico.
Al contrario, i pacchi batteria di Peak Energy possono essere raffreddati dall’aria che li circonda. Le batterie agli ioni di sodio, come quelle utilizzate da Peak Energy, possono comunque incendiarsi, ma è un rischio molto inferiore, afferma Mossburg.
L’attuale stabilimento di Peak Energy ha una capacità produttiva di 100 megawattora all’anno; il prossimo potrebbe produrne 40 volte tanto.
Peak Energy non ha rivelato il costo iniziale dei suoi pacchi batteria, quindi è difficile dire come si posizionerà rispetto ai Megapack di Tesla, che possono costare più di 1 milione di dollari per unità, ovvero tra i 200 e i 300 dollari per kilowattora di capacità. Kelty, di GM, afferma che finché aziende come la sua non aumenteranno la produzione nazionale di batterie agli ioni di sodio, le batterie agli ioni di litio prodotte in Cina rimarranno più economiche.
Proprio di fronte allo stabilimento di Peak Energy a Burlingame, sull’altra sponda della baia di San Francisco, la Inlyte Energy, con sede a San Leandro, sta lavorando a un diverso tipo di batteria a base di sodio. Inlyte utilizza quattro ingredienti principali, trasformati in sostanze chimiche che vengono impiegate nella produzione di batterie lunghe e tubolari. Le sue batterie si basano su polvere di ferro, acciaio, ossido di alluminio e sale da cucina per uso alimentare.
Il risultato, afferma il fondatore e Ceo Antonio Baclig , sono celle di batteria che non possono assolutamente prendere fuoco. Nei pacchi batteria convenzionali, quando una cella si surriscalda e prende fuoco, può provocare l’incendio di tutte le celle circostanti. Nei pacchi Inlyte, quando una cella si surriscalda, non raggiunge mai temperature tali da minacciare le celle vicine.
Questo significa che le celle possono essere impacchettate in modo molto più compatto rispetto alle tecnologie concorrenti e potrebbero potenzialmente raggiungere densità di energia per metro quadrato pari o superiori a quelle dei sistemi di batterie agli ioni di litio attualmente utilizzati per l’accumulo di energia stazionaria.
La prossima settimana, Inlyte prevede di consegnare il suo primo pacco batterie a Southern Company, società che gestisce servizi di pubblica utilità regolamentati in quattro stati, presso il suo impianto di accumulo di energia a Wilsonville, in Alabama.
Nonostante i numerosi vantaggi delle batterie agli ioni di sodio, esiste un ambito in cui le batterie agli ioni di litio rimangono imbattibili, a causa di ineludibili ragioni fisiche: la quantità di energia che possono immagazzinare per grammo. Nei veicoli in cui il peso è un fattore critico, come i veicoli elettrici, ciò significa che il futuro appartiene ancora in gran parte alle batterie agli ioni di litio.
La Cina domina la produzione dei materiali impiegati nelle attuali tecnologie di batterie all’avanguardia basate sulla chimica agli ioni di litio, nonostante questa sia stata perfezionata negli Stati Uniti.
Senza il giusto supporto da parte degli Stati Uniti e dei governi alleati, gli Stati Uniti potrebbero ritrovarsi ancora una volta ad aver sviluppato una nuova tecnologia energetica, solo per vedere la Cina ottenere il monopolio della sua produzione, afferma Mukesh Chatter , Ceo di Alsym Energy. La startup di Chatter, con sede in Massachusetts, sta sviluppando componenti che verranno utilizzati nelle batterie agli ioni di sodio prodotte da altre aziende.
I colossi cinesi delle batterie Byd e Catl hanno annunciato piani per la produzione su scala industriale di batterie agli ioni di sodio. La capacità di Pechino di pianificare e investire a lungo termine conferisce alla Cina un vantaggio quando si tratta di portare le tecnologie emergenti dalla fase di prototipo alla scala necessaria per dominare i mercati globali.
“Non ci stiamo facendo superare in termini di innovazione”, afferma Chatter. “Ma sarebbe un peccato se, ancora una volta, ci superassero in termini di dimensioni.”
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