Svolte negli elettrodi ed elettroliti: per le batterie di nuova generazione niente ferie
Annotare in agenda: tra 2022 e 2023 ricerche avanzate come quelle di Sila Nano sugli anodi e del consorzio NEDO sulle batterie solid-state saranno da prima pagina
Non passa quasi settimana, sì, anche in agosto, senza leggere di un nuovo progetto di un impianto di batterie, per auto e per altri impieghi. Ai corposi investimenti attuali fa eco quasi altrettanta vivacità in quelli rivolti a tecnologie che matureranno solo nella prima metà degli Anni ’20.
Sono, gli uni e gli altri, numeri che fanno sì che la cifra riversata nel settore dell’energy storage nel 2018 abbia raggiunto ormai il miliardo e mezzo di dollari, ovvero il triplo del 2017, come ci fa notare la Technology Review del MIT.
La settimana scorsa la startup Sila Nanotechnologies ha annunciato la chiusura di un ciclo di finanziamenti da $70 milioni che servirà a rimpinguare la dotazione per ricerca e sviluppo di batterie agli ioni di litio destinate sia a veicoli elettrici sia ad elettronica di consumo.
Per l’azienda californiana, fondata nel 2011 da specialisti del politecnico della Georgia ed nel recente passato attenta a star sotto traccia, le prime batterie sono previste in arrivo sul mercato entro fine 2018, anche se non è ancora chiaro in quale settore il cofondatore Gene Berdichevsky (ex-Tesla) le porterà ad esordire.
Di certo sappiamo che non si tratterà di celle destinate ad equipaggiare le BMW elettriche: la casa tedesca al Wall Street Journal ha dichiarato che si aspetta sì di montare le batterie del suo recente partner, ma a partire dal 2023, quando saranno in grado di migliorare la capacità tra il 10 ed il 15%.
Sila Nano, come alcuni rivali anche europee, punta in particolare sui miglioramenti nella tecnologia degli anodi: utilizzando silicone invece di quella grafite che è il materiale oggi prescelto in modo quasi generalizzato.
Con i miglioramenti alla chimica degli elettrodi a guadagnarne non sarà solo la capacità ma anche i costi: celle più efficienti possono consentire pacchi batteria più piccoli e convenienti, oppure rendere più accessibili progetti di accumulo.
Mentre c’è chi punta a spremere le ultime possibilità da elettrodi ed elettroliti dalla tecnologia convenzionale degli ioni di litio, c’è chi per gli Anni ’20 punta invece a correre per scavalcare la concorrenza.
Come sta facendo l’alleanza giapponese confluita nell’organizzazione nota con la sigla NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), che ha iniziato ad operare nel settore della ricerca sulle batterie solid-state, in particolare rivolgendosi a fornitori di materie prime e di componenti.
Non siamo ancora al livello di maturità adatto a dotare i pacchi batteria delle automobili di nuove meraviglie, ma sono sulla buona strada. Come ha riferito pochi giorni fa l’Asia Nikkei Review, TDK ha già iniziato a commercializzare una batteria con elettroliti solidi chiamata CeraCharge.
È nata per sostituire le pile a bottone: misura 4,5mm x 3,2mm x 1,1mm, quasi come un chicco di riso. In TDK hanno scelto come elettrolita un ossido ceramico basato sul litio che è lavorato a strati, ed è in grado di gestire bene basse ed alte temperature.
Analogamente a TDK stanno avvicinandosi alla commercializzazione altre aziende giapponesi come Murata e Taiyo Yuden. Altre aziende stanno lavorando in particolare sui materiali, come Toho Titanium che sta combinando terre rare e titanio, e Ohara, che punta al vetro come elettrolita.
Tutti i partecipanti al consorzio spinto dal governo giapponese si sono dati fine marzo 2023 come traguardo per dare alla luce i risultati dello sforzo comune. Risultati che sono più lontani per altre ricerche avanzate, ma non per questo meno interessanti.
L’8 agosto scorso abbiamo appreso che in futuro, qui non guardiamo più al futuro vicino né ad una immediata applicazione a quattro (o due) ruote, le batterie potrebbero essere fatte persino di carta.
Come ha riferito Science Daily, la sede di Binghamton della New York University sta facendo progressi con batterie mono-uso per applicazioni specifiche totalmente biodegradabili. Da tener presente quando sentiremo qualche sostenitore dei combustibili fossili che nel futuro remoto saremo sepolti da scorie delle materie prime delle batterie…
