Agli ioni di litio, in ferro, allo stato solido o agli ioni di sodio, le batterie sono le grandi protagoniste della transizione energetica. Ma quali sono le caratteristiche più ricercate nei nuovi sistemi di accumulo?
Batterie, migliori e più economiche
Ogni anno il mondo funziona sempre di più a batterie. Basti pensare ai veicoli elettrici che, nel 2022, hanno raggiunto il 10% delle vendite globali di automobili, soglia destinata a crescere entro la fine del decennio. Ma la mobilità elettrica non è la sola leva che incentiva la crescita del settore. Le batterie sono le grandi protagoniste della transizione energetica, un supporto irrinunciabile per la produzione di energia da fonti rinnovabili. A testimoniarlo, le politiche energetiche internazionali che pongono l’accento sulla necessità di accelerare in materia di ricerca e produzione di nuovi sistemi di accumulo capaci di immagazzinare quantitativi elevati di energia. Le normative sul clima più recenti di Unione Europea e Stati Uniti stanziano miliardi a questo scopo.
Le strategie produttive ad oggi, sono orientate in due filoni, paralleli ma, volendo sovrapponibili: riduzione dei costi e potenziamento delle prestazioni. Mentre l’obiettivo per lo stoccaggio di energia in loco consiste soprattutto nell’abbassare i costi di produzione (peso e dimensioni non contano), la mobilità elettrica richiede una tecnologia più leggera, veloce e duratura.
Il ferro
Una stella nascente nei sistemi di accumulo utilizzati per le fonti rinnovabili è il ferro, pesante ma economico. L’azienda americana Form Energy sta sviluppando una batteria ferro-aria che utilizza un elettrolita a base d’acqua e immagazzina energia utilizzando la ruggine reversibile. La società ha recentemente annunciato un impianto di produzione da 760 milioni di dollari a Weirton, West Virginia, la cui costruzione dovrebbe iniziare quest’anno. Anche un’altra società, la ESS, sta costruendo una batteria che impiega una chimica simile.
Tecnologia agli ioni di litio
La maggior parte dei veicoli elettrici oggi è alimentata da batterie agli ioni di litio, tecnologia ormai datata, la stessa che viene utilizzata per laptop e smartphone. Decenni di sviluppo hanno contribuito indubbiamente a ridurne i prezzi e a migliorarne le prestazioni, tuttavia gli scenari futuri contemplano altri sistemi di accumulo, più efficienti e sostenibili.
È soprattutto la fornitura di materie prime come litio e cobalto a suscitare preoccupazione, inducendo sempre più alla ricerca di alternative valide.
Stato solido
Le batterie allo stato solido, che utilizzano un elettrolita solido anziché liquido per spostare la carica, sono quest’anno tra le più quotate. Meno infiammabili e in grado di racchiudere grandi quantitativi di energia in poco spazio, hanno il potenziale per migliorare l’autonomia dei veicoli elettrici. Inoltre, si distinguono per i veloci tempi di ricarica, un vantaggio considerevole rispetto alle concorrenti.
Questa tecnologia può utilizzare un’ampia gamma di sostanze chimiche, ma uno dei principali candidati per la commercializzazione è il litio metallico. Unica pecca sembrerebbe essere il degrado nel tempo, un problema non marginale nel contesto emergenziale in cui viviamo.
Batterie agli ioni di sodio
Anche le batterie agli ioni di sodio deviano nettamente dalle chimiche agli ioni di litio. Dal design simile a quello delle batterie agli ioni di litio, compreso un elettrolita liquido, usano il sodio al posto del litio come ingrediente chimico principale. Questa tecnologia, sfruttando materiali più economici, potrebbe ridurre notevolmente i costi di produzione. Tuttavia, i risultati sulle prestazioni sono ancora incerti: non è chiaro, infatti, se siano in grado di soddisfare le esigenze di autonomia e i tempi di ricarica dei veicoli elettrici.
