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rapporti - Deliverable

LCA a supporto dello sviluppo di batterie al sodio

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LCA a supporto dello sviluppo di batterie al sodio

Lo studio è centrato sul materiale attivo catodico Na0.66MnO2, considerando due tipologie di sintesi ed il materiale anodico costituito da materiale attivo, legante e altri additivi aggiunti. I risultati illustrano le performance ambientali dei diversi materiali e costituiscono un utile input alla selezione degli stessi nell’ottica di un eco-design.

Il presente deliverable presenta la valutazione degli impatti ambientali di ciclo di vita associati al processo di produzione di materiali catodici e anodici per sistemi di accumulo elettrochimici agli ioni di sodio. Nello specifico, per il catodo è stato studiato il materiale attivo Na0.66MnO2, confrontando gli impatti ambientali collegati all’uso di due tipologie di metodo di sintesi e di diversi precursori, mentre per l’anodo è stato considerato il materiale anodico costituito dal materiale attivo negativo, dal legante e da altri additivi aggiunti allo scopo di ottenere prestazioni elettrochimiche migliori.

 

I risultati ottenuti dalla valutazione ambientale permettono di dare alcune indicazioni per il miglioramento ambientale dei processi in un’ottica di ecodesign, in particolare:

 

  • il fabbisogno energetico necessario alla produzione dei materiali attivi (catodico e anodico) a scala di laboratorio ha un forte contributo su tutti gli indicatori esaminati: il consumo di energia è un aspetto da attenzionare in un’ottica di eco-design alla scala industriale;
  • con riferimento al materiale attivo catodico, nelle sintesi Sol-gel, l’acido citrico ha una forte influenza in diverse categorie di impatto: la quantità utilizzata o il tipo di gelificante sono aspetti da tenere in attenzione in un’ottica di eco-design alla scala industriale;
  • con riferimento all’anodo, i risultati del confronto degli impatti ambientali associati alla tecnologia Sn-NC, considerando due leganti diversi, indicano che l’anodo Sn-NC-PVDF è quello che presenta la migliore performance ambientale: in un’ottica di decarbonizzazione del sistema energetico l’Anodo Sn-NC-PVDF potrebbe essere la tecnologia più promettente;
  • con riferimento alla scelta del legante e del solvente, la combinazione CMC-acqua è responsabile di un impatto significativamente minore rispetto alla combinazione PVDF-acetone su tutte le categorie investigate. A parità di prestazione elettrochimica dell’anodo, la progettazione eco-orientata dovrebbe privilegiare l’uso di CMC e acqua;
  • nello sviluppo degli anodi a base di stagno, un contributo significativo al miglioramento delle prestazioni ambientali potrebbe essere ottenuto da una scelta eco-orientata del solvente.

 

Infine, l’indicatore CLCC evidenzia che per entrambi i materiali (catodici e anodici), l’uso di materiali critici è molto basso per tutte le alternative considerate, sintomo che non costituiscono un fattore limitante per l’eventuale produzione su larga scala.

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