Batterie: la sfida dei materiali alternativi al litio

23 Luglio 2019 IN PRIMO PIANO
Batterie: la sfida dei materiali alternativi al litio

In termini di leggerezza, compattezza, velocità di ricarica e durata, le batterie al litio sono ancora oggi la tecnologia da battere. Ma si stanno facendo strada valide alternative che potrebbero assegnare un vantaggio competitivo all’Europa e anche al nostro Paese. Ne presentiamo alcune nel nuovo approfondimento di RES Magazine, dedicato ad alcuni progetti della Ricerca di Sistema che indagano le potenzialità per lo storage di elementi chimici alternativi al litio.

Sono diverse le criticità che spingono nella direzione di un superamento del litio: la reperibilità, la sicurezza, le modalità e i costi di smaltimento. Sembrerebbe che qualcosa si stia muovendo sul fronte del riciclo. Il gruppo di ricerca e consulenza londinese Circular Energy Storage, ha pubblicato un report con informazioni fornite da 40 società attive nel settore. La percentuale di riutilizzo dei dispositivi sarebbe arrivata nel 2018 al 50%, mentre a inizio decennio questa percentuale oscillava tra il 2 e il 7%.

Sicuramente, una buona notizia per l’ambiente, che però non risolve il problema a monte: la reperibilità del materiale. In questo campo l’Europa sconta un enorme gap con la Cina, che con la Corea del Sud monopolizza il settore sia nella produzione che nel riciclo e continua a consolidare il suo controllo sulle forniture mondiali, come dimostral’ “espansione” in Cile, il Paese che custodisce la maggiore riserva mondiale di litio.

BATTERIE AL SALE: PROSPETTIVE PROMETTENTI E LEADERSHIP ITALIANA

Le alternative esistono e alcune hanno già un loro mercato di nicchia. Come le batterie al sodio, note anche come batterie al sale. Secondo Vincenzo Antonucci, dirigente di ricerca del Cnr, già oggi per l’accumulo stazionario costituiscono una scelta addirittura migliore del litio: “In termini di potenzialità e leggerezza, immediatamente dopo il litio troviamo il sodio. Con la differenza che il sodio presenta caratteristiche di costo, reperibilità e sicurezza estremamente più vantaggiose del litio. Inoltre, le batterie al sale lavorano ad una temperatura più elevata, intorno ai 200 gradi, e quindi sono idonee a climi più caldi, mentre le batterie al litio hanno bisogno di condizionamento e di refrigerazione. E lo smaltimento è molto più semplice e meno costoso”.

BATTERIE ALLO ZOLFO: LA RICERCA ENEA

L’Enea sta puntando invece sullo zolfo: “La batteria litio-ione rappresenta senza dubbio il sistema di accumulo a più alta densità di energia, ma ormai probabilmente le sue prestazioni si stanno avvicinando al limite. Ed emergono alcuni punti deboli legati al suo utilizzo, per questo abbiamo deciso di puntare sull’abbinata litio – zolfo”, ci dice Pier Paolo Prosini, ricercatore Enea responsabile di questo filone di ricerca. “Lo zolfo ha vari vantaggi: è un materiale facilmente reperibile e poco costoso; le batterie litio – zolfo usano lo zolfo al posto dei metalli pesanti e questo rende il loro smaltimento più facile; la produzione è molto più pulita rispetto ai precedenti tipi di batteria. E, dal punto di vista nazionale, con lo zolfo non abbiamo problemi: è particolarmente abbondante in Sicilia”.

ACCUMULO: RSE PUNTA SUGLI MXENI

Ci sono poi dei veri e propri materiali di frontiera. Si chiamano MXeni. Ce li illustra Omar Perego, responsabile in RSE del progetto sui materiali e tecnologie per l’accumulo di energia per il sistema elettrico: “Sono materiali con una struttura a strati estremamente versatili che RSE ha deciso di impiegare per la realizzazione di dispositivi di accumulo elettrochimico. Sono a base di carburi di titanio e alluminio, materiali disponibili in abbondanza sul territorio europeo. Rappresentano un’alternativa, in prospettiva più economica, rispetto alle batterie agli ioni di litio e quindi più adatta ad applicazioni stazionarie, per fornire servizi di flessibilità al sistema elettrico”.

A proposito dell'autore

La redazione di RES Magazine è composta da giornalisti esperti di tematiche energetiche e ambientali e si avvale della consulenza di ricercatori e professionisti impegnati nel settore della ricerca di sistema per il sistema elettrico nazionale.

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