Con l’aumento esponenziale della domanda di accumulatori e le preoccupazioni relative alle supply chain, crescono le attenzioni e i finanziamenti per le soluzioni alternative alle batterie agli ioni di litio. Stato solido, litio-ferro-fosfato, litio-aria e accumulatori industriali: ecco le soluzioni più promettenti (e chi ci sta scommettendo)
È difficile sovrastimare l’importanza delle batterie in un futuro che ci immaginiamo ampiamente elettrificato, tra energia rinnovabile da immagazzinare, mobilità elettrica e digitalizzazione capillare. La corsa alla decarbonizzazione ha galvanizzato gli sforzi di Paesi e aziende per accaparrarsi il controllo sulle filiere – specie quella cruciale del litio – e favorire la costruzione di gigafactories per aumentare la produzione di batterie. Ma la tecnologia dominante, la batteria agli ioni di litio, è difficile da migliorare ulteriormente dopo trent’anni di perfezionamento.
Questo è il motivo per cui la ricerca sulle tecnologie alternative sta riscuotendo un aumento esponenziale di attenzione (e finanziamenti). L’ultimo sviluppo arriva dall’Argonne National Laboratory, patrocinato dal Dipartimento dell’energia statunitense, dove i ricercatori hanno sviluppato una nuova batteria litio-aria che potrebbe cambiare completamente il paradigma per i veicoli elettrici. Le ultime iterazioni necessitavano di temperature controllate e bombole di ossigeno, per un ciclo di vita troppo ridotto per essere utile; la nuova soluzione invece funziona anche con l’ossigeno dall’aria “normale”, a temperatura ambiente, e si degrada molto meno.
Come le altre soluzioni a stato solido anche le celle a litio-aria possono immagazzinare molta più energia rispetto a quelle tradizionali (fino a quattro volte in più, stando agli scienziati dell’Argonne) e non sono infiammabili. Ed è proprio per questo che la ricerca del settore automotive è sempre più interessata alle batterie a stato solido. Ogni anno i depositi di brevetti relativi alle batterie agli ioni di litio sono in calo, mentre quelli per innovazioni relative alle soluzioni a stato solido, secondo Appleyard Lees, sono passati da 75 nel 2015 a più di 400 nel 2020. Guidano la carica i produttori di auto giapponesi che puntano a commercializzare le prime auto con batterie a stato solido già dal 2025.
Parallelamente, spinti dalla necessità di fare a meno dei materiali grezzi dai costi elevati e dalle filiere incerte, ricercatori e compagnie si concentrano anche sull’utilizzo di altre composizioni chimiche. Sulla tradizionale soluzione nichel-manganese-cobalto si sta imponendo la soluzione litio-ferro-fosfato, altro settore dove i brevetti sono aumentati di quasi il 40% tra il 2019 e il 2020. In questo campo, la sudcoreana LG Energy Solution è la società più attiva. Mentre nel campo delle batterie “tradizionali” agli ioni di litio si registra un aumento degli sforzi regolatori e industriali per sfruttare le cosiddette urban mines e recuperare materiali in ottica di economia circolare.
Per quanto riguarda l’utilizzo di accumulatori su scala industriale, per immagazzinare l’energia da immettere in rete in un secondo momento, l’aumento dell’interesse si riflette negli ultimi dati di Global Monitor: entro la fine del 2023 lo stoccaggio su scala mondiale basato sulle batterie sarà più che raddoppiato rispetto al 2020, raggiungendo i 37 gigawatt di capacità, per poi decuplicare entro il 2030. Secondo l’Agenzia internazionale dell’energia, secondo cui l’accumulo sarà un pilastro fondamentale per la decarbonizzazione, si arriverà a 3.100 GW nel 2050. E visto che la dimensione delle batterie è un fattore molto meno incisivo, le soluzioni alternative (basate su elementi comuni come sodio e zolfo) hanno ancora più spazio per crescere.
