Automobili elettriche e il problema delle batterie

Uno studio interessante che mostra come la ricerca possa aiutare ad affrontare una delle sfide più complesse in termini di transizione ecologica.

Le automobili elettriche costituiscono l’alternativa green in un mondo sempre più immerso nelle conseguenze dei cambiamenti climatici a opera, fra gli altri fattori, delle emissioni inquinanti. Anche questo mezzo potrebbe, però, presentare un problema di difficile soluzione: lo smaltimento delle batterie.

I veicoli elettrici sono in grado di ridurre in modo drastico le emissioni inquinanti. Tuttavia, le batterie a litio e ioni attualmente utilizzate sono più difficili da riciclare rispetto alle batterie con piombo e acido.

Le attuali batterie non sono pensate per essere riciclate in futuro. Il problema sarebbe emerso soltanto negli ultimi anni a causa dell’aumento di richiesta. I veicoli elettrici potrebbero essere 145.000.000 nel 2030, contro gli 11.000.000 in circolazione nel 2020, portando dunque alla ribalta la questione dello smaltimento e del riciclo delle batterie al litio. In media, ogni anno la produzione di tali batterie aumenta del 25%.

Al momento, sembra che nessuna soluzione su vasta scala sia stata ancora adottata dai produttori di auto elettriche. Le batterie a litio e ioni sarebbero molto delicate da smaltire e riciclare perché sono ricche di materiali pericolosi e inquinanti come cobalto, nickel e manganese. Inoltre, sono composte da centinaia di “cellule” e sono soggette all’esplosione se non sono smantellate con procedure specifiche. Per la BBC, i costruttori di auto elettriche riciclerebbero in media il 5% delle batterie.

Per cercare di risolvere parzialmente questo problema, uno studio pubblicato lo scorso 22 Dicembre su Nature da un gruppo di ricercatori di Stanford University (Fang Liu et al., Nature, 22 December 2021 (10.1038/s41586-021-04168-w)), ha mostrato come le batterie di Litio “morte” possono essere riutilizzate a seguito di un veloce cambiamento di differenza di potenziale.

Le batterie a litio usano ioni positivi che si muovono fra gli elettrodi della batteria. Con il tempo, parte degli ioni diventa elettrochimicamente inattiva, formando “isole” di litio non più connesse con gli elettrodi. Questo causa una perdita in capacità e quindi nelle prestazioni della batteria. Tuttavia, in questo lavoro si è mostrato un modo per recuperare questa perdita di capacità: l’idea è quella di poter spostare le suddette “isole” aggiungendo una ulteriore differenza di potenziale, facendole muovere verso gli elettrodi. In questo modo hanno scoperto che le isole di litio non sono “morte” affatto ma possono essere riutilizzate.

L’idea quindi che stanno portando avanti è che, cambiando il protocollo con cui le batterie vengono caricate, possono donare loro una extra-vita e risparmiare importanti risorse.

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