Le attività ENEA sull’accumulo elettrochimico di energia si concentrano sulla fisica e la chimica dei materiali per lo stoccaggio dell’energia, con l’obiettivo di aumentare la densità di energia, migliorare la sicurezza, ridurre il costo e allungare il ciclo e la durata di vita delle batterie. Sono attive numerose linee di ricerca per studiare nuovi materiali elettrodici ed elettrolitici. Oltre alle più conosciute batterie al litio, si stanno indagando anche sistemi post-lithium quali batterie allo zolfo e batterie agli ioni di sodio. Le prime sono dotate di elevata densità di energia mentre quelle al sodio promettono una forte diminuzione dei costi. Lo studio riguarda materiali anodici e catodici capaci di intercalare ioni sodio e sviluppare polisolfuri di litio solubili nell’elettrolita. Anche l’elettrolita gioca un ruolo fondamentale nel funzionamento nelle batterie, poiché da esso dipendono fortemente la stabilità e la sicurezza. ENEA ha già prodotto studi fondamentali su elettroliti basati sui liquidi ionici e attualmente sta studiando elettroliti allo stato solido dotati di elevata conducibilità ionica anche a temperatura ambiente.

Si prevede di passare dalla situazione attuale, in cui i campioni sono prodotti e caratterizzati uno alla volta (try and test), ad una in cui i materiali saranno progettati tramite metodi di design of experiments. Questo permetterà di diminuire il numero di esperimenti e massimizzare il risultato della ricerca. In questo modo potranno essere prodotti e caratterizzati nuovi materiali elettrodici per batterie Li-ione o Na-ione dotati di maggiore densità di energia, basso costo e più elevata durata e sicurezza