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Sodium-Ion Batteries with Ti1Al1TiC1.85 MXene as Negative Electrode: Life Cycle Assessment and Life Critical Resource Use Analysis

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Sodium-Ion Batteries with Ti1Al1TiC1.85 MXene as Negative Electrode: Life Cycle Assessment and Life Critical Resource Use Analysis

I sistemi di accumulo elettrochimico rappresentano una delle soluzioni abilitanti per una transizione sostenibile del sistema elettrico, rendendo la rete elettrica più flessibile e più adatta a gestire le fonti rinnovabili non programmabili. Nel presente articolo, si è sviluppata un’analisi ambientale ed economica confrontando celle di tipo bottone agli ioni di sodio con le corrispettive batterie basate sugli ioni di litio, valutando così la sostenibilità di queste tecnologie sia in termini ambientali che economici.

I sistemi di accumulo elettrochimico rappresentano una delle soluzioni abilitanti per la transizione ecologica del sistema elettrico, consentendo una più profonda penetrazione delle risorse energetiche rinnovabili non programmabili, come l’energia eolica e solare. Le batterie agli ioni di litio (LIB) rappresentano la tecnologia leader in questo momento; tuttavia, presentano criticità legate alla loro produzione, soprattutto per quanto riguarda il consumo di energia, le emissioni di gas serra e l’utilizzo di materie prime quali le terre rare.

 

Trovare tecnologie alternative di stoccaggio sembra cruciale per supportare la transizione energetica, ma allo stesso tempo è importante studiarne la sostenibilità fin dai primi stadi del loro sviluppo tecnologico. In quest’ottica, questo articolo presenta una valutazione economico-ambientale basata sul ciclo di vita, confrontando celle di tipo bottone agli ioni di Na (SIB, Ti1Al1TiC1.85 MXene come materiale anodico) con le LIB.

 

I risultati dello studio LCA realizzato mostrano che la cella basata sugli ioni litio ha migliori prestazioni ambientali e la densità energetica delle celle agli ioni sodio sembra, al momento, essere il fattore limitante. Tuttavia, se le batterie sono confrontate in funzione della massa, le SIB possono rappresentare delle potenziali alternative alle LIB. L’analisi mostra che le SIB utilizzano meno risorse critiche, sia in valori assoluti che relativi, evidenziando la necessità, almeno per l’Unione Europea, di trovare alternative valide alle LIB.

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