La ricerca della batteria verde”.

La ricerca della batteria verde”.

AUTOMOTIVE.AT: La maggior parte delle batterie per auto elettriche sono ora sviluppate e prodotte in Asia. Riuscirà l’Europa a tenere il passo con il ritmo dell’innovazione in Estremo Oriente?

BOSCHIDAR GANEV: In effetti, l’industria automobilistica europea è ancora fortemente dipendente dalle importazioni dall’Asia per le batterie dei veicoli. L’UE vuole quindi avviare una propria produzione di batterie che combini prestazioni, sostenibilità e conservazione delle risorse nello spirito del Green Deal. Queste batterie saranno di particolare interesse per quei produttori che vogliono pubblicizzare i propri veicoli non solo in termini di prestazioni e autonomia, ma anche in termini di rispetto dell'ambiente e del clima e utilizzare una batteria il più adatta possibile al contesto europeo. L’obiettivo della visione comprende: batteria prodotta in Europa, con la massima percentuale possibile di energia rinnovabile / trasparenza riguardo alla composizione e all’origine dei materiali / minimizzazione delle materie prime critiche / buone prestazioni nella “prima” vita, cioè quando utilizzata in un veicolo o in un aereo / possibilità di un successivo utilizzo in una “seconda” vita, ad esempio come stoccaggio stazionario. Ultimo ma non meno importante, c'è la comprovata riciclabilità quando la batteria ha finalmente raggiunto la fine della sua vita.

Cosa può contribuire il progetto HighSpin presso AIT a questo?

Il consorzio HighSpin, guidato da AIT, è composto da 13 partner provenienti da otto paesi europei. La Commissione UE ha riconosciuto la necessità di una produzione sostenibile di batterie già nel 2017. L’obiettivo dello sviluppo di una chimica cellulare innovativa è quindi quello di utilizzare materie prime meno critiche e allo stesso tempo soddisfare i principi dell’economia circolare. Vogliamo soprattutto sostituire la materia prima cobalto, che viene estratta in condizioni disumane e dannose per l’ambiente, soprattutto in Congo, con materie prime meno critiche. Nel progetto HighSpin stiamo anche testando due diversi processi di riciclaggio che possono essere utilizzati per estrarre metalli di alta qualità dalle celle usate per la produzione di celle nuove.

Quali sono le particolarità di questa chimica cellulare?

Attualmente stiamo lavorando allo sviluppo di un anodo in silicio/grafite e un catodo in ossido di litio-nichel-manganese. L’innovativa cella della batteria dovrebbe raggiungere il maggior numero possibile di cicli di ricarica e allo stesso tempo essere adatta per applicazioni di seconda vita e per un riciclaggio efficiente. Al centro dell’attenzione c’è anche la scalabilità della produzione delle cellule, perché i prototipi sviluppati in laboratorio dovrebbero poter essere prodotti in serie a livello industriale con il minimo sforzo possibile.

Quale densità di energia e durata avranno i dispositivi di accumulo di energia “verdi” sviluppati in High Spin?

Il nostro obiettivo principale è realizzare una cella con una densità energetica di 390 Wh/kg e una durata di almeno 2000 cicli di ricarica. Il fulcro del nostro lavoro di ricerca è lo sviluppo di materiali e il coordinamento ottimizzato degli elettrodi e dell'elettrolita da essi ricavato. Per gli elettrodi stiamo ricercando innovative strutture di rivestimento 3D per aumentare la densità di potenza. Successivamente ottimizziamo l'architettura delle celle così sviluppate in base ai rispettivi requisiti di veicoli e aerei e le testiamo in moduli dimostratori.

Quanti sforzi saranno necessari per produrre queste celle su scala industriale? Per questo sarà necessario costruire nuove fabbriche di batterie?  

Un vantaggio delle celle della batteria di terza generazione è l'uso di elettroliti liquidi, pertanto è possibile utilizzare gli impianti di produzione esistenti. Al contrario, per le batterie allo stato solido di quarta generazione, attualmente oggetto di ricerca in tutto il mondo, devono essere prima sviluppati nuovi processi e sistemi di produzione. Questa tecnologia del futuro vincerà sicuramente la gara nel medio e lungo termine, ma probabilmente ci vorranno molti anni per arrivarci. Nel frattempo, le batterie con elettroliti liquidi sviluppate nel progetto HighSpin potranno dare un prezioso contributo alla sostenibilità dell’elettromobilità.

Quando saranno pronte per la produzione in serie le batterie “verdi”?

Il nostro progetto di ricerca durerà fino alla metà del 2026. La chimica cellulare sviluppata da HighSpin sarà quindi testata in condizioni realistiche e sarà resa disponibile all'industria. Ciò sviluppa ulteriormente le batterie e adatta le loro catene di approvvigionamento e impianti di produzione. A seconda della disponibilità delle materie prime, stimo che la produzione in serie sarà raggiunta dal 2028 per i veicoli e dal 2030 per gli aerei.