La nuova batteria sviluppata da IBM Research promette bassi costi e alta sostenibilità
Tante promesse nella cella sviluppata dai ricercatori di Big Blue: materie prime disponibili anche nell’acqua marina, facilità di ricarica, buona densità, ma c’è ancora molto da scoprire
Chi legge AUTO21 sa già che di regola evitiamo di dare molto spazio al diluvio di teaser che sono una pratica comune nel mondo automotive e, nel migliore dei casi, preferiamo magari rilanciare i frammenti di immagini sul profilo Twitter della testata.
Ma ormai anche il mondo della manifattura delle batterie si sta adeguando a questa pratica, e questa volta faremo un’eccezione per un argomento che ha suscitato curiosità questa settimana: una nuova batteria sviluppata da IBM Research nel suo centro presso San José in California, che si caratterizza per una scheda tecnica interessante abbinata ad una elevata sostenibilità.
Al contrario delle classiche celle agli ioni di litio, secondo un post pubblicato mercoledì scorso sul blog aziendale il nuovo prodotto potrebbe contare su minerali e composti presenti in acqua di mare. Un salto di qualità oggettivo e foriero di costi contenuti, rispetto all’abituale business delle materie prime che spesso viene messo in questione nella attuale catena della fornitura delle batterie prodotte in massa.
Come non bastasse secondo l’autrice dell’articolo, la ricercatrice Young-hye Na, è anche indenne dai comuni rischi di infiammabilità ed in grado di ricaricare l’80% della capacità della cella in cinque minuti anche dopo migliaia di cicli.
La cella spicca per alta densità di potenza, oltre 10.000 W/l ed elevata densità di energia, oltre 800 Wh/l. E tuttavia se i ricercatori di Big Blue non sono privi di informazioni sull’output del loro prodotto sono molto abbottonati sull’input. In pratica, oltre a indicare che il materiale attivo non contiene cobalto, nickel ed altri metalli pesanti comuni negli attuali catodi, lasciano noi e tutti gli addetti ai lavori con la curiosità.
Un modo di stuzzicare l’interesse che, almeno in questo caso, non dovrebbe essere legato ad attirare nuovi investitori nel progetto. IBM Research ha già i suoi partner nel centro studi nordamericano Mercedes-Benz, ai quali si abbinano la giapponese Central Glass, e Sidus, una startup delle batterie con sede a Fremont, dove ha sede la prima fabbrica Tesla.
La mancanza di informazioni sulle caratteristiche e chimica della nuova batteria è probabilmente destinata a durare qualche mese. Intanto ne sono passati circa tre tra il primissimo annuncio del partenariato tra IBM, Sidus Energy e Central Glass e il post di questi giorni.
Non volendo aspettare così tanto, possiamo avventurarci in un educated guess guardando ai curriculum dei vari protagonisti del progetto. Young-Hye Na stessa è un’esperta di separatori, membrane e filtri con particolare riguardo al settore green: tra le sue pubblicazioni ce n’è anche una dedicata alla separazione del glifosato da altre sostanze mediante apposite membrane.
La ricercatrice di origine coreana potrebbe aver dato in particolare un contributo nella parte che riguarda lo sviluppo di elettroliti solidi. La giapponese Central Glass produce materiali per le batterie, e gli elettroliti solidi vetrosi sono tra le soluzioni inseguite da ricercatori nei laboratori di istituzioni accademiche e dell’industria. Va anche notato che nel proprio sito aziendale un altro partner, Sidus Energy, fa riferimento a batterie con elettroliti solid state.
Cos’altro filtra dal passato di chi sta facendo ricerca sulla nuova batteria IBM Research? Young-Hye Na è indicata come inventrice di un brevetto di una cella innovativa insieme ad altri due ricercatori di origine coreana: Jangwoo Kim e Ho-Cheol Kim. Il brevetto riguarda una batteria all’alogenuro metallico.
Un alogenuro è una molecola in cui è presente un elemento alogeno (astato, bromo, cloro, fluoro, iodio), con numero di ossidazione pari a -1. Gli alogenuri sono sali prodotti dalla reazione di un metallo con un non-metallo: il cloruro di sodio, ovvero il sale da cucina, è un alogenuro.
Nel caso di questo brevetto l’alogenuro metallico ha funzione di materiale attivo al catodo, mentre l’anodo potrebbe includere litio, magnesio o sodio. L’elettrolita pertinente a questo brevetto non è allo stato solido, per cui l’ipotesi che si può fare è che la batteria ad alta sostenibilità che stiamo cercando di mettere a fuoco sia un perfezionamento di quella brevettata.
Jangwoo Kim, in particolare ha nel curriculum un dottorato alla Cornell University, dove ha studiato anche col professor Lynden Archer, che nello stesso ateneo ha condotto studi sugli alogenuri come componenti preziosi per gli elettroliti liquidi per migliorare interfase ed intercalazione negli elettrodi delle batterie.
Aspettando la prossima “puntata” della presentazione della nuova batteria IBM Research, potremmo quindi ipotizzare che scopriremo una cella con elettroliti solid state a base vetrosa, e forse con “gradazioni” diverse della stessa materia prima ad entrambi gli elettrodi (è la soluzione scelta da Natron Energy che impiega precursori del Blu di Prussia).
Il ricorso a materiali facilmente reperibili sarà un buon presupposto di popolarità considerando quanto ora i grandi gruppi, specie dell’auto, siano attenti alle origini delle materie prime. A poche ore di distanza dal momento in cui alcuni grandi società della tecnologia venivano messe sulla graticola per l’asserita responsabilità nello sfruttamento minerario di alcune aree, un altro marchio auto come Audi annunciava insieme ad Umicore di poter recuperare il 90% del cobalto e nickel impiegato nelle batterie delle E-tron.
Ma per pensare di contare sulla batteria sviluppata da IBM Research i gruppi auto dovranno nel migliore dei casi pazientare. Gli autori della ricerca hanno già prodotto prototipi di celle laminate nel loro laboratorio, e sostengono che potrebbero svilupparle in modo adeguato alla commercializzazione entro un anno o due. Per sviluppare celle adeguate ad ottenere automotive grade i tempi saranno tuttavia più lunghi, rispetto alle prime potenziali applicazioni.
