La startup piccarda Tiamat Energy e il gruppo aquitano Startec hanno annunciato martedì 7 dicembre la firma di un memorandum d’intesa per commercializzare batterie agli ioni di sodio per applicazioni specifiche.

L’uso del sodio garantisce una sovranità industriale, per l’assenza di materie prime tradizionalmente ritenute rare come litio, nichel o cobalto. Il sodio ha una densità gravimetrica di circa un quarto rispetto al litio e questo è oggi il principale freno, almeno per EV. Un secondo aspetto è, come sempre in industria, la capacità di produrre enormi quantità di dispositivi: se l’approccio al sodio scalasse, la mappatura dell’economia specifica verrebbe riscritta quasi completamente. Greenstart ne aveva parlato già nel 2019.

Questa tecnologia agli ioni di sodio è stata ideata nei laboratori francesi CEA e CNRS e quindi brevettata. Lo sviluppo commerciale è stato affidato a Tiamat dal 2017. La città della regione nord-orientale Hauts de France è stata scelta come Energy Hub per la Francia. “Oggi abbiamo l’unica tecnologia di generazione di ioni di sodio disponibile sul mercato“, ha ricordato il presidente dell’azienda.

Inizialmente la start-up prevedeva il lancio di una fabbrica ad Amiens, presumibilmente di proprietà, entro il 2020. I nuovi progetti parlano di questo primo accordo per una più ampia commercializzazione nel 2024 e una gigafactory che scalerebbe a 5 GWh entro il 2030. D’altronde la cinese Catl ha indicato nel 2023 il lancio di una ua linea di prodotto.

Se il sodio avesse successo, i poteri geostrategici ne riceverebbero un colpo forte, fortissimo, anzi mortale! E può essere divertente notare che il colpo verrebbe inferto da una divinità del passato come Tiāmat, la creatrice di tutto, che secondo gli accadiani viene dalle acque del mare (ma è copia della precedente divinità sumera Namma).

“Se una cella agli ioni di sodio si surriscalda, raggiungerà un massimo di 250°C, che è insufficiente per innescare la fuga termica della cella accanto”, spiega Hervé Beuff, presidente di Tiamat, confrontando questa temperatura con quella delle celle agli ioni di litio, che possono raggiungere i 600°C.

Inoltre, i gas che escono dalla cella agli ioni di sodio non si accendono istantaneamente dopo il degasaggio. Con le batterie Li-ion-NMC, il rischio è molto maggiore.

Con i loro pacchi batteria agli ioni di sodio, Tiamat e Startec si rivolgono secondariamente alle auto elettriche e principalmente ai mercati dell’ibridazione (ferroviario e aeronautico, ma anche auto), delle stazioni di ricarica, della difesa e dell’alimentazione stazionaria.

Il gruppo Startec è composto in particolare da due filiali specializzate nel campo delle batterie. BMS PowerSafe progetta e produce sistemi intelligenti di gestione delle batterie (BMS), mentre il know-how di Neogy (del gruppo Startec, non la Neogy italiana) riguarda l’assemblaggio su misura di battery pack. “Già nel 2019 abbiamo realizzato un pacchetto dimostrativo da 48 volt per i test su veicoli ibridi“, afferma Beuffe.

Sia chiaro che un veicolo 100% elettrico che utilizzasse oggi le batterie al sodio avrebbe un raggio d’azione limitato. Tuttavia la ricarica si completa in 10 minuti e i cicli di carica/scarica sono almeno 4 mila (contro i mille del litio): questi sono vantaggi enormi in molti settori. 

Ciò potrebbe infatti avvantaggiare qualsiasi veicolo urbano, dal monopattino alle piccole auto, modificando di molto i parametri di business. Ricariche brevi e poco frequenti allungano di molto il tempo di disponibilità per il noleggio; cicli di ricarica quattro volte quelli attuali cambiano completamente il ciclo di vita della batteria, del mezzo e quindi del TCO (total cost od ownership) pluriennale.

Per le applicazioni di ibridazione leggera, inoltre, lo scorso marzo Tiamat ha annunciato una collaborazione con Plastic Omnium. “Stiamo sviluppando un pack da 48 volt per veicoli mild-hybrid che sarà offerto a tutte le case automobilistiche“, ha spiegato Hervé Beuffe, presidente di Tiamat. Questo è un modo per aprire una porta che potrebbe portare verso applicazioni anche in senso EV.

“Il progetto mira a sviluppare, produrre e testare un sistema per confermare le prestazioni dell’elettrochimica degli ioni sodio secondo le specifiche dei produttori di automobili, per poi industrializzare“, ha affermato durante il lancio Yannick Raynaud, Mechatronic Expertise Direttore di Plastic Omnium Auto Energy. Le batterie al sodio sarebbero ideali anche come rinforzo in accensione o accelerazione per molti mezzi, o come integrazione a sistemi ad idrogeno.

La nuova partnership garantisce un validissimo banco di prova con i principali attori nei mercati prescelti: case automobilistiche, aviazione, ferrovie, stazioni di ricarica e utensili elettrici.

La produzione dei primi volumi commerciali e degli esemplari di prova delle batterie al sodio è affidata ai produttori di batterie classiche, nonostante l’ambizione iniziale di Tiamat di lanciare una linea di produzione ad Amiens nel 2020. “Dobbiamo essere in grado di produrre dal 2025 in Francia”, aggiorna il presidente; “oggi puntiamo a una capacità target di 5 GWh all’anno entro il 2030, che corrisponde a circa un quinto della capacità di gigafactories come quelle di ACC o Northvolt“.

Un precedente articolo del marzo 2021 su EEnewsPower fornisce molti dettagli dei quali non c’è diretta conferma negli ultimi annunci. In particolare, oltre che di cilindriche 18650, si parla anche di celle prismatiche.

Gli usi di questa chimica sono sorprendenti. “La cosa principale è che la famiglia del sodio è ampia quanto la famiglia degli ioni di litio”, ha detto ancora Beuffe, proprio ad eeNews Europe Power.

“Tiamat propone un composto poli-ionico con fluoruro e un po’ di vanadio, che permette elevata potenza in carica e scarica. A 3,7V le celle al sodio vanno da 40 a 50C, esattamente la stessa prestazione delle celle NMC agli ioni di litio. Il rovescio della medaglia è la densità di energia, da 90Wh/kg fino a 120Wh/kg”, rispetto agli attuali 400Wh/kg per il litio metallico.

La domanda di batterie al sodio da 48V nei veicoli elettrici ibridi MHEV raddoppierà entro il 2025. Per ridurre le emissioni di CO2 si tenteranno anche alcune strade particolari, come il preriscaldamento del convertitore catalitico o l’adozione della frenata rigenerativa.

Per incorporare l’energia della frenata c’è bisogno di un battery pack simmetrico e Tiamat è allineata con il mercato. 

Tiamat ha trovato forme di finanziamento iniziale su Crunchbase e poi attraverso le istituzioni francesi. C’è infatti un disallineamento con i progetti europei.

“L’agenda dell’UE non corrisponde ai nostri tempi, e questo è un problema“, ha affermato il presidente. “Abbiamo bisogno di volume in due mesi e la capacità dell’UE non sarà pronta prima del 2023 o del 2024, quindi siamo stati costretti a trovare altrove la capacità esistente”. In Tiamat pensano di poter iniziare entro il 2023, per andare in produzione forse già nel 2025. Questo è il nuovo schedule della Dea del mare, che ha creato il mondo. Potrà mai fermarsi davanti ad una batteria? 

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