Sette progetti di ricerca Battery2030+ avviati il primo settembre

I progetti suddivisi tra centri d’eccellenza vogliono accelerare la scoperta di nuovi materiali e concetti di batteria e trovare sensori e tecniche per allungarne vita ed efficienza

Abbiamo già avuto modo di occuparci della nascita e avvio di Battery2030+, il grande programma pan-europeo (non si limita alle nazione aderenti all’Unione ma include Regno Unito, Norvegia, Svizzera) che punta a fare dell’intero continente un polo della tecnologia avanzata delle batterie entro la fine della decade.

Dalla Svezia, dove l’università di Uppsala e la Professoressa Kristina Edström ne coordinano le attività, arrivano conferme sul fatto che i primi programmi fondamentali per creare batterie più sostenibili, più sicure, che durino di più e con più capacità di stoccaggio sono ormai sulle proprie gambe.

I progetti Battery 2030+ che dal primo settembre si incamminano verso il loro percorso appartengono a tre diverse aree: 1) lo sviluppo di una piattaforma europea che sappia combinare calcoli su larga scala e studi sperimentali per mappare le reazioni complesse che hanno luogo in una batteria.

Inoltre in azione ci sono 2) progetti per lo sviluppo e l’integrazione di sensori che monitorino e riferiscano sulla salute, o cattiva salute, della batteria in tempo reale e 3) sviluppo di componenti in grado di auto-ripararsi in modo da estendere le proprietà di sicurezza e durata di una cella e dei moduli che la contengono.

Dei sette progetti avviati il più ambizioso è forse BIG-MAP, coordinato dal Professor Tejs Vegge dal DTU, il Politecnico di Danimarca. Il programma che punta a sviluppare metodi sostenuti dall’intelligenza artificiale per accelerare la scoperta di nuovi materiali e nuovi concetti di batteria.

È basato sul creare nuovi modelli computazionali e metodi sperimentali che andranno a braccetto verso una comprensione delle reazioni complesse che avvengono dentro e tra materiali ed interfacce. La ricerca su elettrodi ed elettroliti e i loro materiali potrà essere meglio combinata per ottenere batterie in grado di stoccare quanta più energia possibile o di caricarsi in modo differenziato in situazioni diverse.

Alla folta lista di partner, che include preminenti siti attrezzati per l’esame a livello dell’estremamente piccolo e data center al top, partecipano centri d’eccellenza di cui AUTO21 si è già occupato, come il Politecnico di Torino e il gruppo del Professor Alejandro Franco all’università Jules Verne di Amiens.

Il contributo dell’ateneo torinese passa attraverso tre referenti e due dipartimenti: i Professori Silvia Bodoardo, Daniele Marchisio ed Eliodoro Chiavazzo, appartenenti a DISAT (dipartimento Applied Science and Technology) e dipartimento dell’Energia che si concentreranno in particolare sullo sviluppo e validazione di modellazione delle interfacce SEI/CEI (solid electrolyte interface e cathode electrolyte interface), inclusa una componente sperimentale.

Al secondo gruppo di progetti apparterrà INSTABAT, guidato da Maud Priour del consorzio francese CEA France. Quattro sensori fisici embedded (fibre ottiche con Fiber Bragg Grating e sonde a luminescenza, sensori di elettrodi e foto-acustici) e due sensori virtuali (basati su modelli elettro-chimici e thermal reduced) saranno sviluppati per eseguire monitoraggio in operando dei parametri chiave delle celle.

SENSIBAT, guidata da Jon Crego del centro spagnolo Ikerlan e alla quale parteciperà il Politecnico di Torino, creerà sensori che misurino le temperature interne, pressione, conduttività e impedenza delle batterie. Tali sensori saranno integrati in un apparato che consentirà lo sviluppo di algoritmi avanzati sullo stato della batteria. I risultati saranno usati per ottenere controllo più accurato e migliori performance della batteria nel corso della sua vita utile.

SPARTACUS sarà guidato da Gerhard Domann del Fraunhofer ISC e svilupperà sensori integrati acusto-meccanici e termici combinandoli con analisi tramite spettroscopia di impedenza per identificare e comprendere le reazioni che portano al degrado di una batteria. La comprensiva suite di sensori contribuirà a elaborare sistemi di gestione della batteria in grado di affrontare ricariche rapide e ultra-rapide senza impatti negativi sulle prestazioni e la vita delle celle.

La Libera Università di Bruxelles è responsabile di BAT4EVER, attraverso la guida della Dottoressa Maitane Berecibar. Obiettivo è sviluppare un nuovo tipo di batteria che integri polimeri in grado di auto-ripararsi in anodi al silicio, catodi strutturati da nanoparticelle bi-fasiche ed elettroliti.

Le batterie che si auto-riparano di BAT4EVER tollereranno micro-danni e compenseranno per la perdita di elementi durante cicli di ricarica multipli. Saranno più sicure e di maggior durata oltre a stoccare e conservare più energia delle attuali grazie ai meccanismi di auto-riparazione introdotti.

HIDDEN è un progetto guidato dal finnico VTT dalla Dottoressa Marja Vilkman e si dedicherà alla ricerca su nuovi tipi di elettroliti e separatori con proprietà self-healing, nell’ambito dello sviluppo di celle in grado di utilizzare litio metallico all’anodo per aumentarne la densità di energia.

Accanto ai sette progetti Battery2030+ partiti il primo settembre scorso, se ne metteranno presto in moto altri e tra questi ne segnaliamo tre nei quali staff e dipartimenti del Politecnico di Torino saranno presenti. HYDRA, dedicato a sviluppare sistemi con elettrodi ibridi e a cui partecipa anche l’azienda italiana Lithops; SUBLIME, concentrato sullo studio della tecnologia dello stato solido in batterie a base zolfo e SEABAT, un progetto che punta a inserire le batterie nel settore navale, uno di quelli a più alto contenuto percentuale di emissioni allo stato attuale.

Credito immagine di apertura: sito web Saft Batteries