Realizzare batterie per veicoli elettrici senza cobalto diventa una realtà
La Spagna ha ottenuto la prima batteria agli ioni di litio di grande formato senza cobalto per veicoli elettrici. Sviluppata dall’Istituto di ricerca sull’energia della Catalogna (IREC) insieme a CIDETEC Energy Storage, in Spagna, e ad altri 17 partner europei, il prototipo di batteria è il risultato della ricerca condotta nell’ambito del progetto COBRA, finanziato dall’UE.
Eliminare il cobalto
Uno dei principali risultati del prototipo è che non è stato utilizzato cobalto nel suo processo di fabbricazione. Sebbene sia una materia prima fondamentale per le batterie dei veicoli elettrici agli ioni di litio, il cobalto è altamente tossico, dannoso per l’ambiente, costoso e ha prezzi notoriamente volatili a causa delle alterazioni della catena di distribuzione e dei fattori geopolitici. L’estrazione del cobalto ha sollevato anche preoccupazioni etiche a causa delle violazioni dei diritti umani e delle condizioni di lavoro non sicure, soprattutto nella Repubblica Democratica del Congo, il più grande produttore di cobalto al mondo che rappresenta oltre il 70 % della produzione globale. «Il cobalto fa funzionare le batterie con una maggiore durabilità e cicli di carica più rapidi», afferma Jordi Jacas, ricercatore senior dell’IREC e coordinatore del progetto COBRA, in un recente comunicato stampa. Jacas descrive lo sforzo per sostituire questo «metallo costoso e tossico che dipende dai Paesi africani» come una sfida «davvero notevole». L’attenzione di COBRA per lo sviluppo di una composizione del catodo priva di cobalto sta aprendo la strada a future batterie che saranno «pienamente competitive a livello di mercato». Il prototipo di batteria, attualmente in fase pre-commerciale, è classificato tra 5 e 6 nella scala che misura il livello di maturità tecnologica o TRL, technology readiness level. Le tecnologie al TRL 5 sono quelle convalidate e le tecnologie al TRL 6 quelle dimostrate in un ambiente di rilevanza industriale. Il TRL 9 viene raggiunto quando la tecnologia viene provata in un ambiente operativo. Come ha osservato Iratxe de Meatza, leader del team di CIDETEC Energy Storage, nel comunicato stampa di COBRA, i risultati del progetto hanno facilitato la transizione dei materiali catodici privi di cobalto «dal laboratorio alle celle di dimensioni semi-industriali». Questa transizione consente di analizzare le prestazioni «in condizioni più realistiche», con l’obiettivo di migliorare «la potenza di carica e la ciclabilità» del prototipo.
Maggiore sostenibilità, sicurezza ed efficienza
La ricerca condotta per ottimizzare ogni componente della batteria ha portato alla scoperta di nuove formulazioni di elettrodi che utilizzano «silicio riciclato da pannelli fotovoltaici». Ciò allinea la tecnologia del prototipo agli obiettivi europei di riciclaggio e sostenibilità. Secondo il responsabile del progetto dell’IREC, il team sta già raggiungendo un tasso di riciclaggio «compreso tra il 90 e il 95 % per i componenti che costituiscono la cella». Al tempo stesso, i partner stanno anche aumentando i livelli di sicurezza dell’intera catena del valore, migliorando i componenti, le celle elettrochimiche, i sistemi di controllo dotati di sensori e l’assemblaggio finale del pacco batterie. Inoltre, è stato integrato un nuovo sistema di controllo con comunicazione wireless, sensori avanzati e algoritmi sofisticati per migliorare la sicurezza e l’efficienza della batteria. Il prototipo di batteria del progetto COBRA (CObalt-free Batteries for FutuRe Automotive Applications) dovrebbe raggiungere il mercato nel medio termine. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto COBRA
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