Potenti, durature, efficienti: obiettivo superbatterie

Le batterie possono essere il fattore decisivo per accelerare la decarbonizzazione dell’economia mondiale. In tutto il mondo si investono cifre sbalorditive per migliorare l’efficienza e soprattutto ridurre il costo delle batterie al litio. E sono allo studio nuove tecnologie rivoluzionarie e molto più efficienti
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e batterie, soprattutto quelle di nuova concezione, possono essere il fattore decisivo per accelerare in modo drastico il processo di decarbonizzazione dell'economia mondiale. In tutto il mondo si investono cifre sbalorditive per migliorare l'efficienza e soprattutto ridurre il costo delle batterie al litio, quelle per i quali poche settimane fa è stato assegnato il premio Nobel per la chimica a John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino. Quelle che alimentano smartphone e notebook e veicoli elettrici. Ma la vera sfida, dicono gli esperti, è vincere la sfida delle superbatterie di nuova generazione: meno costose, con un ciclo di vita più lungo, capaci di accumulare più energia elettrica e più veloci nella ricarica. Riuscire nell'intento - oltre a garantire un altro Nobel - farebbe compiere all'umanità un salto tecnologico fondamentale nella lotta all'emergenza climatica. Permettendo di accumulare e usare in modo efficiente e conveniente l'energia elettrica prodotta anche quando non serve dai sistemi basati sulle rinnovabili: dai grandi impianti, ma anche dal fotovoltaico su piccola scala dei singoli utenti, che diventeranno sempre più energeticamente autosufficienti.

Intanto, come rileva il recente rapporto
Battery Price Survey
di Bloomberg New Energy Finance (BNEF), i prezzi delle batterie al litio si stanno avvicinando alla soglia che potrebbe consentire alle auto elettriche di costare quanto gli analoghi modelli a benzina. Nel 2010 queste batterie costavano più di 1.100 dollari per kWh; nel corso del 2019 - grazie al progresso tecnologico e alla produzione di massa per il mercato dell'auto - il prezzo è sceso a 156 dollari per kWh (-13% sul 2018). Secondo il rapporto BNEF la soglia magica di 100 dollari al kWh (la parità di costo, senza sussidi, con le auto «fossili») sarà raggiunta entro il 2023, per poi scendere ulteriormente. Il calo del costo delle batterie consente l'elettrificazione di nuovi mezzi - finora non conveniente - come ad esempio i veicoli per il trasporto commerciale.

Altre analisi, come quella del Massachusetts Institute of Technology, al contrario mostrano scetticismo sulla possibilità di raggiungere la «soglia magica» della parità, a causa della rigidità dei costi del materiale per la costruzione delle batterie al litio. E in ogni caso servono in prospettiva quantità notevolissime di batterie, se si vuole far decollare il comparto dell'accumulo di energia da rinnovabili per rendere il sistema più sicuro e meno costoso. Per questo nei laboratori di mezzo mondo si lavora quotidianamente per cercare nuove soluzioni tecnologiche.

Una è stata appena annunciata da Ibm, che sette giorni fa ha fatto sapere di aver sviluppato una batteria che fa a meno del cobalto per i catodi, sostituito con materie prime facilmente reperibili nell'acqua di mare, e usa un elettrolita meno infiammabile e capace di scongiurare il degrado delle celle. Sulla carta, la batteria Ibm raggiunge l'80% della carica in soli cinque minuti: il primo prototipo è annunciato entro un anno, la commercializzazione (in collaborazione con Mercedes-Benz) entro due. Di ieri, invece, è la notizia che Tesla ha depositato un brevetto per additivi chimici in grado di migliorare ulteriormente le potenti batterie al litio/grafite che equipaggiano le vetture elettriche del gruppo di Elon Musk.

Ma le sperimentazioni non finiscono qui. Alla PennState University sono state realizzate celle al litio che si preriscaldano al momento di ricaricarsi, dimezzando i tempi: con soli dieci minuti di ricarica un'auto potrebbe viaggiare per oltre 320 chilometri. Nell'australiana Deakin University e in California (con la startup TeraWatt Technology) sono nate batterie allo stato solido, senza liquidi, capaci di una densità energetica (rapporto tra potenza accumulata e peso) doppia rispetto alle batterie attuali. E all'Università dell'Illinois, infine, sono state testate batterie al litio e anidride carbonica ricaricabile. Sono sette volte più potenti, e soprattutto «consumano»
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trasformandola in innocuo carbonio. I classici due piccioni con una fava
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