Batterie sostenibili al 100%: la vera sfida delle auto elettriche. Cosa stanno facendo le aziende in merito?
Con il passare del tempo si cerca sempre più di puntare all’elettricità più pulita possibile. Tra coloro che non sostengono i motori elettrici, la motivazione più diffusa è proprio relativa all’effettiva sostenibilità delle batterie elettriche montate su auto, moto e veicoli vari. Per questo motivo, se vogliamo fare il vero salto di qualità, c’è un ostacolo importante da superare: bisogna arrivare a delle batterie sostenibili al 100%. Sebbene la tecnologia di stoccaggio dell’energia abbia compiuto passi da gigante, c’è ancora molta strada da fare per ridurre gli effetti collaterali ambientali negativi delle batterie. Le aziende più all’avanguardia, perciò, stanno già adottando delle misure per risolvere questo importante problema.
Le batterie al litio sono attualmente la soluzione di accumulo di energia ideale per i produttori di auto elettriche, telefoni, tablet e laptop. Il motivo di ciò è molto semplice. Sono batterie efficienti, facili da smaltire e hanno una densità di energia maggiore rispetto alle batterie alcaline. Soprannominato “oro bianco” dagli investitori, la domanda di litio ha visto il suo prezzo raddoppiare tra il 2016 e il 2018.
Sulla Terra ci sono ben 43 milioni di tonnellate di litio. Nonostante ciò, solo un terzo di quella quantità può essere estratto e l’87% di questo si trova nelle acque salate, in particolare nel cosiddetto “triangolo del litio” del Sud America. Il processo di produzione del litio, o più specificamente del carbonato di litio, prevede la perforazione di fori nelle saline e il pompaggio di salamoia salata e ricca di minerali in superficie. La salamoia viene lasciata evaporare e i sali risultanti vengono filtrati in modo da poter estrarre il carbonato di litio. Sebbene sia un processo molto semplice, utilizza grandi quantità di acqua e può richiedere molto tempo, dai 18 ai 24 mesi.
Audi è tra le aziende che cercano modi per rendere la produzione di batterie al litio più rapida e più sostemibile. Ad esempio, elementi preziosi possono essere estratti e riutilizzati in nuovi prodotti alla fine del ciclo di vita di una batteria. In alcuni casi è possibile che intere batterie al litio possano essere riutilizzate dandole una seconda vita, alimentando veicoli di trasporto nelle fabbriche. Con questo in mente, il riciclaggio delle batterie fuori servizio è diventato un obiettivo principale per Audi.
Tra le soluzioni per avere batterie sostenibili, c’è anche quella di aumentare la densità energetica dalle batterie. Ciò consente di ridurre le dimensioni di ingombro delle stesse e la quantità di litio richiesta. A sua volta, ciò consente di ridurre la quantità di materiali rari e costosi richiesti, come il cobalto. Tsuyoshi Hoshino del Japan Atomic Engery Agency’s Rokkasho Fusion Institute ha recentemente proposto un’altra idea. Si tratta di un metodo per recuperare il litio dall’acqua di mare utilizzando la dialisi. Il sistema utilizza una speciale membrana attraverso la quale può passare solo lo ione di litio. Sebbene non sia ancora pronta per essere commercializzata, Hoshino afferma che la sua tecnica di osmosi mostra una buona efficienza energetica.
Oltre al litio e allo studio dei vari processi per ottimizzare la realizzazione delle batterie, i ricercatori hanno adocchiato da tempo anche un altro materiale. Si tratta del grafene per la realizzazione dei superconduttori. La differenza consiste nel fatto che, invece di trattenere l’elettricità come potenziale chimico – come le batterie alcaline o al litio – i supercondensatori la immagazzinano in un campo elettrico, in modo simile al modo in cui l’elettricità statica si raccoglie sulla superficie di un palloncino.
Grazie al grafene, è possibile realizzare supercondensatori resistenti e leggeri. Sebbene sia ancora agli inizi, si prevede che il mercato delle batterie al grafene raggiungerà i 115 milioni di dollari entro il 2022, con aziende cinesi e spagnole che utilizzeranno i supercondensatori per alimentare qualsiasi cosa, dai laptop alle moto elettriche.
Tuttavia, anche in questo caso ci sono delle controindicazioni non di poco conto. I supercondensatori, anche quelli in grafene, non possono ancora mantenere la carica a lungo. Significa che ad un certo punto le batterie si scaricano all’improvviso. Ciò può essere fastidioso con un semplice smartphone. Immagina, ora, lo stesso problema riportato sulla batteria di un’automobile. Magari sei in viaggio, lontano diversi chilometri da una stazione di ricarica e dopo aver fatto i “calcoli” sull’autonomia, all’improvviso la batteria perde tutta l’energia immagazzinata.
Una batteria pratica ed ecologica da produrre potrebbe sembrare un’utopia. Tuttavia a Delft, in Olanda, un gruppo di innovatori di AquaBattery crede di aver trovato una possibile soluzione. Essa prende il nome di Blue Battery. Quest’ultima immagazzina energia nell’acqua. Il principio di funzionamento vuole che l’elettricità passi attraverso l’acqua salata. Successivamente la divide in soluzione salina concentrata e acqua dolce – un processo noto come elettrodialisi – che immagazzina l’energia allo stesso tempo. Nella seconda fase di scarico il processo si inverte e queste due acque si uniscono rilasciando l’energia raccolta, che viene poi riconvertita in corrente elettrica con l’ausilio di apposite membrane. Le Blue Battery non saranno installate direttamente sulle auto, ma saranno parte integrante dell’infrastruttura che riguarda i sistemi di ricarica. Si tratta di una previsione del prossimo decennio, in quanto siamo ancora ad uno stadio “primordiale”. Implementando la Blue Battery, il ciclo energetico, dovrebbe essere completamente “green”.