Da Singapore la batteria "rivoluzionaria" che può cambiare la transizione?

Una nuova tecnologia per la transizione energetica e il settore dell'auto elettrica potrebbe essere stata scoperta a Singapore, da cui giunge la notizia della batteria più avveniristica in circolazione. Un gruppo di ricercatori della National University of Singapore (Nus) ha annunciato l'avanzamento delle scoperte per realizzare una batteria di accumulazione più sicura nelle sue performance, più ecologica in quanto capace di essere smaltibile e di evitare perdite di accumulazione e economica. Il fine del suo utilizzo? Innanzitutto l'alimentazione di veicoli elettrici e di telefoni cellulari, anche se in futuro molte altre applicazioni potrebbero essere abilitate.

Un team di ricerca guidato da un accademico italiano, il professore Pieremanuele Canepa (Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso il Nus College of Design and Engineering) ha sviluppato un nuovo elettrolita solido a base di ioni di sodio che può consentire la carica e la scarica ultrarapide della batteria. Canepa, formatosi a Torino prima di conseguire un dottorato all'Università del Kent, è un accademico giramondo che più volte ha conseguito risultati importanti, sia a Bath che al Massachussets Institute of Technology. I risultati degli studiosi guidati da Canepa sono stati pubblicati su Nature.

"L'affidabilità delle batterie ricaricabili e di altri dispositivi di accumulo di energia dipende dalla consegna rapida di ioni tra gli elettrodi", si legge nello studio del team di Canepa. "Nelle batterie ricaricabili, la sicurezza e le prestazioni degli elettroliti sono importanti quanto gli altri componenti della batteria, come gli elettrodi. Le batterie completamente allo stato solido, in cui gli elettroliti liquidi vengono sostituiti da conduttori solidi a ioni rapidi, offrono un percorso promettente per batterie commerciali a base di litio e sodio più sicure". Le batterie agli ioni di litio convenzionali, in quest'ottica, pagano il prezzo di dover subire in continuazione acuti problemi di sicurezza. Primo fra questi è quello connesso alle minacce portate dall'elevata infiammabilità degli elettroliti liquidi che contengono. Secondo è quello dell'affidabilità di medio-lungo periodo. "La sfida", ha commentato Canepa "è stata trovare alternative più sicure in grado di competere in termini di velocità di ricarica, longevità e capacità di ricarica potenziale con le batterie agli ioni di litio".

L'utilizzo di materiali ceramici non infiammabili, noti come elettroliti solidi, per creare una batteria completamente allo stato solido, dunque potenzialmente in grado di fornire una nuova forma di accumulatore, è stato ritenuto dagli studiosi come la migliore prospettiva per fornire batterie più sicure e ad alta capacità necessarie per soddisfare le richieste energetiche di un futuro a basse emissioni di carbonio. La difficoltà maggiore incontrata dal team è stata relativa allo sviluppo della giusta composizione di materiale ceramico in grado di fornire prestazioni che competono con gli elettroliti liquidi infiammabili delle batterie agli ioni di litio commerciali. La nuova composizione allo stato solido sviluppata dal team NUS utilizza una classe di elettroliti solidi noti come NASICON (o Natrium Super Ionic Conductors) che sono stati scoperti per la prima volta circa quattro decenni fa da Hong e Goodenough, Premi Nobel per la Chimica 2019. Come detto, i risultati dello studio indicano che la batteria sviluppata da Canepa e dai suoi colleghi potrà essere più sicura, utilizzando il sodio anziché il litio, e presentare l'ulteriore punto a favore di essere più economica e più facile da produrre. Anche, se non soprattutto, perché emancipata dalle complesse dinamiche di mercato del litio.

"La maggior parte del litio nel mondo, che è di per sé un elemento abbastanza raro, proviene da pochi luoghi, principalmente Cile, Bolivia e Australia", ha affermato Canepa. "L'uso di una batteria che si basa sul sodio, tuttavia, è molto più efficiente, poiché il sodio può essere estratto facilmente e anche in modo pulito, anche in un luogo piccolo come qui a Singapore". Di fronte a una transizione energetica che si preannuncia destinata a essere fattore di portata globale, è questo il principale risultato che andrà attenzionato e approfondito negli anni a venire. La base di ricerca sul sodio rende possibile pensare che non necessariamente l'era della transizione sarà l'era del litio. Come ogni rivoluzione, anche la transizione non potrà non appoggiarsi sui ritrovati dell'innovazione di frontiera. Di cui vediamo i frutti prima ancora che vengono colti, in tempo reale: e se la ricerca della Nus avrà seguito, è possibile che il futuro della transizione si scriva a Singapore, smart city che punta con forza sulla ricerca scientifica.