Sodium Ion battery for energy intensive application

In questa tesi viene proposto uno studio sulle batterie agli ioni sodio e lo sviluppo di un innovativo metodo di studio che sfrutta il microscopio a scansione elettronica (SEM). Le batterie ioni sodio (SIB) sono una tecnologia innovativa che ha interessato gli studiosi soprattutto negli ultimi anni, in virtù della loro competitività rispetto alle più diffuse batterie agli ioni litio (LIB). Infatti, rispetto a queste ultime, caratterizzate dalla presenza di metalli rari e costosi e dal cobalto, un metallo altamente inquinante, le SIB sono costituite da sodio, tra i metalli più abbondanti sulla crosta terrestre, e soprattutto non necessitano di cobalto, risultando così molto più economiche. In questa tesi si proporrà lo studio di un substrato per lo sviluppo delle batterie anode-free. Negli ultimi studi sta prendendo piede l’idea di realizzare una batteria senza anodo in quanto risulta complesso un materiale con caratteristiche di intercalazione buone per questo elettrodo. Si procede poi a riportare la caratterizzazione del substrato in analisi. In particolare viene presentato un innovativo porta campioni per lo studio con SEM, completamente progettato e realizzato appositamente per il presente studio. Si tratta di un sistema air-tight che protegge il campione dall’ossidazione. La caratterizzazione d’immagine con il SEM risulta particolarmente utile in quanto permette di capire come procede la deposizione del sodio sul substrato studiato. Vengono infine presentati i risultati della caratterizzazione del substrato considerato. L’intera tesi è stata portata avanti all’interno dell’Energy Storage Group del College of Engineering, presso Swansea University, Swansea (UK).