La tecnologia che promette di rivoluzionare l’accumulo di energia sta uscendo dai laboratori ed entrando nelle fabbriche. C’è chi scommette su materiali nuovi e processi di produzione classici, chi prova l’inverso, mentre gli automaker cercano di capire come arrivare alla rivoluzione per primi. Ma le sfide non mancano
Le transizioni gemelle – ecologica e digitale – sono in pieno svolgimento. Il futuro che proiettano si basa sull’energia rinnovabile, sull’elettrificazione quasi totale, sulla mobilità sostenibile e su dispositivi sempre più potenti. La capacità di accumulo, le batterie, sono un minimo comun denominatore per tutti questi processi. Peccato che, come può testimoniare ogni possessore di smartphone, la tecnologia delle batterie è forse l’unica a non aver fatto un vero salto qualitativo.
Si tratta di un problema prettamente fisico-chimico: dopo trent’anni di ottimizzazione, la tecnologia migliore di cui disponiamo – la batteria ai polimeri di litio – è prossima ai suoi limiti. I ricercatori possono continuare a perfezionare dimensioni, sicurezza e velocità di ricarica, ma non ci si può aspettare che questa tecnologia stia al passo coi tempi e le capacità di accumulo sempre maggiori che ci serviranno.
È qui che entrano in scena le batterie a stato solido, una tecnologia ancora in fase di sviluppo, ma così promettente da convogliare miliardi di investimenti per la ricerca. Se nelle batterie “classiche” i due poli sono separati da un liquido infiammabile, in quelle a stato solido c’è uno strato sottile di materiale, appunto, solido, che funge da elettrolita. I vantaggi: sono molto più sottili, non sono infiammabili, possiedono una densità energetica maggiore, si possono caricare molto più rapidamente, sono più sostenibili. Per un’auto elettrica significa molti più chilometri e pochi minuti di ricarica.
Queste batterie hanno anche un vantaggio ulteriore, che si rivelerà determinante negli anni a venire: si possono costruire facendo a meno del litio, il metallo che garantisce la densità energetica migliore in assoluto. Il punto è che il litio scarseggia rispetto al fabbisogno cui andiamo incontro, e il suo mercato globale è quasi interamente in mano alla Cina. Dunque alcune startup, tra cui l’americana Solid Power, stanno ricorrendo anche al silicio, che è abbondantissimo in natura e garantisce prestazioni sufficienti: una batteria “solida” al silicio è comunque molto superiore a una batteria “liquida” al litio, che viceversa non si può basare sul silicio perché troppo instabile.
Ci sono ancora dubbi sulla durevolezza dell’elettrolita solido, ma il tempo che manca perché la ricerca lasci il passo alla produzione si misura in mesi. La prossima vera sfida è lo scaling (produzione di massa) e c’è chi si sta portando avanti. Solid Power, dicevamo, è una delle più finanziate del settore, e conta Ford e BMW tra gli investitori. Quotata in borsa a dicembre, ha appena aperto la prima fabbrica in Colorado per testare il processo di produzione delle batterie per auto. A pieno regime produrrà solo 300 celle al mese, ha spiegato l’ad Doug Campbell, ma l’obiettivo dell’azienda è iniziare a consegnare i prototipi alle case automobilistiche entro fine 2022, affinché possano iniziare i test.
Una volta perfezionato il processo di produzione, la startup vuole lasciare tutto in mano alle gigafactory già esistenti. Si dovrebbe trattare di un passaggio relativamente facile, ha aggiunto Campbell: le batterie di Solid Power sono state sviluppate per potersi avvalere degli stessi processi di produzione delle batterie classiche. L’azienda si limiterebbe a fornire l’elettrolita solido, abbastanza per 800.000 auto entro il 2028, se l’intera operazione si rivelasse una scommessa vincente e la produzione diventasse economicamente praticabile.
La scommessa di Solid Power potrebbe rivelarsi un fallimento? Non è chiaro quale sia la soluzione migliore per arrivare al Graal delle batterie, dunque la corsa è variegata. La concorrente QuantumScape (finanziata da Bill Gates, Volkswagen, GM) sta scommettendo sul caro, vecchio litio e un elettrolita solido basato sulla ceramica. La startup vuole costruirsi le proprie gigafactory piuttosto che avvalersi di quelle esistenti: sta già costruendo una linea di produzione di prova in California e spera di mandare i prototipi alle case automobilistiche nel 2023. Intanto altre grandi aziende (Samsung, BMW e Honda) lavorano alle batterie a stato solido internamente: la corsa si scalda.
Immagine: Solid Power
