È in corso una vera e propria rivoluzione nel campo delle batterie

Da Stanford arriva la notizia che un gruppo di ricercatori ha scoperto un modo per preservare la potenza delle batterie al litio-metallo, un’innovazione tecnologica che apre la strada alla realizzazione di auto elettriche in grado di percorrere da 800 a 1’100 km con una sola carica, raddoppiando di fatto l'autonomia rispetto alle batterie agli ioni di litio attualmente in uso nei veicoli elettrici.

La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, consiste nello scaricare la batteria e lasciarla riposare per diverse ore. Questo metodo, apparentemente semplice, s’è rivelato straordinariamente efficace, per ripristinare la capacità della batteria, migliorandone le prestazioni complessive e ciò senza richiedere costose attrezzature o modifiche ai materiali.

Tecnicamente, occorre distinguere tra le batterie al litio-metallo e quelle agli ioni di litio. Le batterie tradizionali agli ioni di litio presentano anodi di grafite e catodi di ossido di litio-metallo, separati da un mezzo elettrolitico che facilita il trasferimento degli ioni di litio. Al contrario, nelle batterie al litio-metallo l'anodo di grafite è sostituito da litio-metallo galvanizzato, il che raddoppia di fatto la capacità di accumulo di energia nello stesso volume. Un'auto equipaggiata con una batteria al litio-metallo avrebbe dunque un'autonomia doppia rispetto a un veicolo con una batteria agli ioni di litio di pari dimensioni. Questa tecnologia ha però un grosso difetto, ossia il rapido degrado della capacità di stoccaggio delle batterie al litio-metallo, il che ne ha finora compromesso l’adozione nei veicoli elettrici.

Senza entrare nei dettagli tecnici, i ricercatori di Stanford hanno scoperto un metodo molto semplice per ripristinare la capacità elettrica di questo tipo di batterie. Infatti, lasciando riposare una batteria al litio-metallo scarica, il processo di degrado s’inverte, rivitalizzando la batteria e ripristinando la sua capacità iniziale, prolungando così la durata di vita della batteria. Le implicazioni pratiche di questa scoperta sono di vasta portata. Basta ricordare che un automobilista svizzero percorre in media circa 21 km al giorno. Sapendo che sulle nostre strade ci si mettono in media circa 2 minuti per percorrere un km, ciò significa che l’auto viene usata in media per poco più di 10 minuti al giorno. Ciò significa che nella maggior parte dei casi far riposare la batteria dell'auto per diverse ore è assolutamente fattibile. Occorre soltanto implementare un protocollo di ricarica del veicolo che tenga conto della fase di riposo della batteria, un’operazione che non richiede costosi cambiamenti nella produzione delle batterie e che può essere realizzata con la stessa facilità con cui si scrive il codice del sistema di gestione della batteria. Ecco perché la scoperta dei ricercatori di Stanford potrebbe inaugurare una nuova era della mobilità elettrica, un'era caratterizzata da un'autonomia e un'affidabilità senza precedenti.

Dalla Cina nuove batterie molto più performanti

Una notizia altrettanto positiva ci giunge dalla Cina, dove CATL, il più grande produttore di batterie al mondo, ha annunciato l'introduzione di un innovativo pacchetto batterie per veicoli elettrici che promette una percorrenza eccezionale fino a 1.5 milioni di chilometri, accompagnato da una garanzia di 15 anni. Per mettere questa notizia in prospettiva, basta ricordare che la percorrenza media di un automobilista svizzero è di meno di 7’700 km all'anno, il che significa che una batteria con una capacità del genere potrebbe durare fino a quasi 200 anni. Le nuove batterie della CATL sono batterie al fosfato di ferro e litio (LFP) e sono progettate in particolare per soddisfare le esigenze di diversi segmenti del mercato dei trasporti, fra cui autobus, camion leggeri e TIR.

Le batterie ad alta densità energetica e con cicli di vita prolungati rappresentano la soluzione ideale per veicoli pesanti, come autobus e camion, che percorrono molti chilometri e trasportano carichi pesanti. Queste batterie segnano dunque un passo importante verso la sostenibilità del settore dei trasporti pesanti. Non a caso Yutong Heavy Industries, uno dei principali produttori di autobus in Cina, ha già deciso di implementare questo tipo di batterie a lunga durata sui propri autobus e veicoli pesanti.

Questo sviluppo rappresenta solo l'ultima di tutta una serie di innovazioni significative nel campo della tecnologia delle batterie da parte di CATL. La compagnia ha recentemente annunciato l'avvio della produzione di massa di una nuova batteria "condensata" con una densità energetica di 500 Wh/kg, quasi il doppio rispetto a quelle attualmente utilizzate nei veicoli Tesla. Nell'ultimo anno CATL ha inoltre ridotto drasticamente i costi di produzione. A gennaio, l'azienda ha annunciato l'intenzione di dimezzare il costo per kWh delle sue celle LFP entro la metà del 2024. La velocità con cui CATL sta riducendo i costi delle batterie ha sorpreso anche gli analisti del settore, incluso Tony Seba, che una decina di anni fa aveva previsto che tali costi sarebbero calati soltanto nel 2027.

Cala in modo drastico anche il prezzo delle batterie destinate allo stoccaggio dell’elettricità in rete

Il calo del prezzo delle batterie destinate allo stoccaggio di energia per la rete elettrica segnala una curva simile a quello delle batterie destinate ai veicoli elettrici. La nuova generazione di queste batterie è dotata delle tecnologie più avanzate, tra cui velocità di carica molto elevata, maggiore durata dei cicli di ricarica, migliore gestione della temperatura e una più alta densità energetica. Secondo Contemporary Amperex Technology Co., dall'estate scorsa il prezzo delle batterie al litio è crollato di circa il 50%.

È interessante notare che dal 2010 ad oggi, sia i pannelli fotovoltaici, sia le batterie, hanno visto i loro prezzi crollare di circa il 90% ed entrambi i prodotti stanno attualmente subendo un’ulteriore del calo dei prezzi. Se poi guardiamo indietro di trenta o quarant'anni, i costi di batterie e pannelli solari sono diminuiti addirittura del 99%.

Grazie a questo calo dei prezzi, nell’ultimo decennio la diffusione dell'accumulo di energia in rete ha registrato una forte crescita, una tendenza che continuerà certamente anche nel corso di quest’anno. Si prevede infatti che nell’anno in corso gli Stati Uniti aggiungeranno più di 14 GW di capacità di stoccaggio, raddoppiando di fatto la loro capacità di stoccaggio di elettricità tramite batterie. La Cina, dal canto suo, aggiungerà entro fine anno una capacità di stoccaggio equivalente a quasi 25 GW, diventando di fatto il leader mondiale dello stoccaggio in rete. A livello globale, secondo EnergyTrend, la capacità di stoccaggio in rete dovrebbe aumentare quest’anno di 71 GW.

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