Author: Amit Katwala Wired
Le batterie agli ioni di litio sono fondamentali per accompagnare la transizione energetica, ma devono migliorare. Sila Nanotechnologies ci sta provando
Foto di Ralph Hutter on Unsplash
Nel 2003, Gene Berdichevski venne a sapere di un gruppo di imprenditori che stava pianificando di realizzare auto sportive elettriche per il mercato statunitense. Era uno studente alla Stanford University ed era affascinato dall’industria dell’energia: costruiva auto leggere alimentate con energia solare, che funzionavano grazie a batterie agli ioni di litio e le portava in giro per il Paese.
Berdichevski aveva calcolato che la densità di energia delle batterie agli ioni di litio rendeva possibile la realizzazione di auto vere che potevano percorrere almeno 500 chilometri con una singola carica, e aveva elaborato un business plan basato su questa idea. Sei mesi dopo, mollò la Stanford per unirsi a quegli imprenditori e diventare il settimo dipendente di Tesla.
Tuttavia, più tempo trascorreva nella società, più aumentava la sua frustrazione relativamente alle condizioni dell’industria delle batterie. “Oggi tutto il mondo dovrebbe essere elettrico“, diceva. Ma le prestazioni miglioravano di poco, i prezzi calavano lentamente e le tecnologie delle nuove batterie che promettevano di sostituire quelle agli ioni di litio erano ancora lontane decenni.
Berdichevski lasciò Tesla e tornò alla Stanford per studiare e ottenere un master in scienza dei materiali, con l’obiettivo di esplorare potenziali soluzioni. Tuttavia, si rese conto che ogni nuova tecnologia, per farsi strada, avrebbe avuto bisogno di inserirsi nei processi industriali esistenti: il settore dell’energia solare forniva un esempio da evitare, dal momento che i miglioramenti progressivi e la caduta dei prezzi nella consolidata energia solare basata sul silicio aveva spinto gli innovatori fuori dal mercato. La risposta, decise, non era sostituire gli ioni di litio ma migliorarli.
Nel 2011, fondò Sila Nanotechnologies insieme al professore di ingegneria del Georgia Tech, Gleb Yushin e il collega di Tesla, Alex Jacobs. La società punta a migliorare del 50 per cento la performance delle batterie agli ioni di litio sostituendo l’anodo, uno dei quattro componenti chiave delle batterie, che hanno anche un catodo, un separatore e un elettrolito. (Gli ioni di litio viaggiano dall’anodo al catodo attraverso l’elettrolito quando la batteria viene usata e in senso opposto quando viene ricaricata.)
Di solito l’anodo è costituito da grafite, ma Sila ne ha creato uno composto di silicio nano-ingegnerizzato, che può contenere litio in una quantità 24 volte superiore senza gonfiarsi e degradarsi, così una batteria delle stesse dimensioni è in grado di essere più potente. Questa innovazione sarà decisiva per decarbonizzare merci e aviazione. “Il miglioramento del 50 per cento che stiamo per rendere disponibile, permetterà autotrasporto su lungo raggio e voli elettrici“, afferma Berdichevski (anche se specifica che i voli elettrici probabilmente saranno disponibili solo su brevi rotte regionali.)
Sila sta lavorando insieme a Bmw e Daimler sui veicoli elettrici, e insieme ad altri partner su dispositivi elettrici di largo consumo che dovrebbero essere resi pubblici più avanti nel corso dell’anno. Quando i prodotti arriveranno sul mercato (“entro sei mesi“, secondo Berdichevski), rappresenteranno la sfida più grande nell’ambito della tecnologia per le batterie dai primi anni novanta, quando le batterie basate su litio e cobalto arrivarono ai consumatori con i Walkman di Sony.
Una delle preoccupazioni rispetto agli ioni di litio riguarda l’impatto negativo dell’estrazione di litio e cobalto sulle comunità e l’ambiente in Sudamerica, Asia e Africa. Questo, insieme alla crescita del prezzo del litio, è uno dei motivi alla base della corsa alle nuove tecnologie d’immagazzinamento dell’energia, quali i supercapacitatori basati su solfuro di litio, sugli ioni di alluminio e sul carbonio.
Ma il litio è uno degli elementi più piccoli e leggeri. “Quei legami chimici sono tra i più forti che è possibile ottenere per unità di peso e volume“, spiega Berdichevski . “Da un punto di vista scientifico, è difficile immaginare come possa essere rimpiazzato“. E, sostiene sempre Berdichevski, non è fondamentalmente scarso. Se necessario, è possibile estrarlo dall’acqua del mare.
La strategia di Sila, che punta a migliorare la tecnologia attuale, paga di sicuro sul fronte degli investimenti: la società di recente ha raccolto 600 milioni di dollari per finanziare una nuova linea di produzione, e sebbene la società non preveda di fabbricare proprie batterie, nei prossimi anni costruirà un impianto capace di fornire materiali per gli anodi delle batterie di un milione di veicoli, o di un miliardo di dispositivi di elettronica di largo consumo.
Concentrandosi solo su una parte della tecnologia, anziché cercare di reinventare l’intera batteria, Sila è stata in grado di portare già oggi sul mercato prodotti per l’immagazzinamento dell’energia migliorati, ed è riuscita a farlo in modo che questi possano essere integrati nelle linee di produzione esistenti, mentre altre tecnologie sono ancora indietro di anni. Ulteriori miglioramenti di altri componenti della batteria potrebbero in futuro aiutare a sfruttare ancora di più le potenzialità degli ioni di litio e condurci dove sarebbe giusto che fossimo per contrastare il cambiamento climatico. “Ḕ una rivoluzione a puntate“, osserva Berdichevski.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su Wired Uk
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