Le innovazioni nelle batterie migliorano le capacità dei veicoli elettrici europei
Se da un lato la diffusione dei veicoli elettrici (VE) è fondamentale per ridurre le emissioni legate ai trasporti, dall’altro le preoccupazioni dei consumatori sulla durata delle batterie continuano a limitarne la penetrazione del mercato. Le questioni urgenti che il settore dei veicoli elettrici deve affrontare includono i viaggi a lunga distanza, la disponibilità di stazioni di ricarica e i tempi di ricarica. «Per aumentare l’autonomia dei veicoli elettrici servono batterie migliori», afferma il coordinatore del progetto SUBLIME Jens Ewald, dell’azienda tedesca FEV Europe. «Queste, però, possono rendere i veicoli più pesanti e più costosi. Anche le batterie devono essere sicure.»
Una nuova tecnologia pionieristica per le batterie dei veicoli elettrici
Una possibile soluzione è stata individuata nella tecnologia delle batterie allo stato solido (BSS), che potrebbe offrire una densità energetica molto più elevata rispetto alle tipiche batterie agli ioni di litio o ai polimeri di litio. Non contenendo liquidi infiammabili, infatti, queste batterie sono teoricamente più sicure di quelle a base liquida. «L’UE potrebbe diventare un attore chiave in questo campo, poiché la tecnologia deve ancora essere sviluppata», osserva Ewald. «Non possiamo competere con le attuali batterie d’avanguardia, perché altre regioni hanno ottimizzato i loro processi per produrle a basso costo. Dobbiamo essere pionieri di nuove tecnologie, per essere competitivi.» Per raggiungere l’obiettivo, il progetto SUBLIME ha riunito un consorzio di 16 partner provenienti da otto diversi Paesi europei, dal settore dell’industria, dall’università e dal mondo della ricerca. Un obiettivo del progetto era ridurre la necessità di materiali rari come il cobalto. Lo zolfo, disponibile in maggiore quantità, è stato usato come componente chiave dell’elettrolita solido. «Abbiamo iniziato costruendo piccole celle a moneta, come le batterie del telecomando o della chiave dell’auto», spiega Ewald. «Queste sono state collaudate e maggiorate verso le celle delle batterie che si possono trovare in un veicolo elettrico, che assomigliano più a dei mattoni.»
Garantire la sicurezza e la riciclabilità delle celle
SUBLIME ha dimostrato la fattibilità della produzione di queste BSS su scala commerciale. L’équipe ha anche dimostrato alti livelli di riciclabilità: circa il 90 % del materiale è recuperabile alla fine del ciclo di vita del prodotto. Un altro risultato importante riguarda la sicurezza. L’équipe ha condotto una serie di test, riscaldando le batterie a temperature molto elevate, dimostrando bassi livelli di infiammabilità, un elemento cruciale per l’eventuale accettazione di questa tecnologia. «I prossimi passi comprendono l’ulteriore ottimizzazione dei materiali dei componenti, la produzione di BSS su scala più ampia e infine la sperimentazione in applicazioni reali», osserva Ewald. Altri aspetti ancora da affrontare sono il miglioramento della stabilità della catena di distribuzione e l’ulteriore ottimizzazione della tecnologia. Una delle difficoltà incontrate nel progetto è stata evitare la formazione di dendriti, che possono creare un cortocircuito nelle batterie. «Abbiamo trovato il modo di mitigare la formazione dei dendriti, ma sono necessari altri test», aggiunge Ewald.
Una strada possibile per la produzione europea delle batterie allo stato solido
In termini pratici, l’integrazione di batterie completamente allo stato solido a base di solfuro può aumentare l’autonomia di guida dei veicoli elettrici, in modo economico e sicuro. «Abbiamo dimostrato che questa tecnologia per le batterie è intrinsecamente sicura», afferma Ewald. «Inoltre, il fatto che il cobalto non sia più necessario riduce i problemi legati alla scarsità di materiali critici per i componenti, poiché il solfuro è disponibile in abbondanza.» L’obiettivo ora è proseguire verso la commercializzazione e la creazione di un’industria manifatturiera europea delle BSS. «SUBLIME ha permesso agli istituti di ricerca e alle industrie europee di lavorare in sinergia», aggiunge Ewald. «Non sarebbe stato possibile senza questo progetto.» È un momento chiave per investire in questa tecnologia. Altre regioni sono impegnate ad aumentare le proprie capacità in questo campo e mirano a realizzare impianti di produzione propri. «Siamo in una posizione in cui possiamo essere competitivi», osserva Ewald.
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