Il Premio Nobel per la Chimica 2019 è stato assegnato a John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino. Sono gli sviluppatori delle batterie agli ioni di litio (o semplicemente batterie al litio), oggi comunemente usate per cellulari, computer e veicoli elettrici.
The 2019 #NobelPrize in Chemistry has been awarded to John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham and Akira Yoshino “for the development of lithium-ion batteries.” pic.twitter.com/LUKTeFhUbg
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 9, 2019
Batterie al litio, che cosa sono
Come riporta il sito iotedge.it, “si tratta di batterie ricaricabili, impiegate tradizionalmente nel campo dell’elettronica applicata ai servizi di comunicazione. Si caratterizzano per la loro leggerezza e compattezza e per la possibilità di essere ricaricate velocemente, a differenza delle loro colleghe al nichel (NiCd o NiMH), anche se presentano alcune criticità sia a causa del consumo progressivo cui sono soggette sia nel caso in cui non vengano utilizzate per un determinato periodo di tempo”.
La vita, durata ed efficienza delle batterie di litio è spesso superiore a quella delle comuni batterie.
Tra i vantaggi delle batterie al litio, rientra il fatto che possono essere ricaricate anche parzialmente senza perdere potenza ed efficacia. Tra gli svantaggi, invece, c’è da considerare la poca vita: al massimo 5 anni.
Batterie al litio e mobilità sostenibile
Le fondamenta della batteria agli ioni di litio furono gettate durante la crisi petrolifera negli anni ’70. All’inizio fu Stanley Whittingham a lavorare allo sviluppo di metodi che potrebbero portare a tecnologie energetiche senza combustibili fossili. Il prodotto elaborato insieme ai colleghi è una batteria leggera e resistente che può essere caricata centinaia di volte prima che le sue prestazioni si deteriorino. Il vantaggio delle batterie agli ioni di litio è che non si basano su reazioni chimiche che distruggono gli elettrodi, ma su ioni di litio che fluiscono avanti e indietro tra l’anodo e il catodo.
Le batterie agli ioni di litio hanno rivoluzionato la nostra vita da quando sono entrate sul mercato per la prima volta nel 1991. Hanno posto le basi di una società senza combustibili fossili e centrata sulla mobilità sostenibile. Un grande beneficio per l’umanità.
Batterie al litio e auto elettriche
Le batterie per le moderne auto elettriche sono per la maggior parte al litio e sono piuttosto durature. Come riferiscono gli addetti ai lavori, c’è un decadimento delle batterie abbastanza marcato nei primi 30mila km, decadimento che poi si assesta su un tasso molto contenuto. In ogni caso la capacità della batteria resta compresa mediamente tra il 90% e il 95%, anche una volta raggiunti (e superati) i 200mila km.
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I player al lavoro per nuove batterie
Uno dei più grossi ostacoli allo sviluppo delle auto elettriche riguarda l’autonomia e il tempo di ricarica delle batterie, che sulle distanze medio-lunghe richiedono un “pit stop” di almeno mezz’ora (Tesla, ad esempio, promette 270 chilometri di autonomia con 30 minuti di ricarica a uno speciale Supercharger, mentre agganciandosi ai normali connettori carica 81 chilometri ogni ora). La soluzione potrebbe arrivare da una nuova batteria sviluppata dalla giapponese Toshiba: la nuova SCiB consente infatti, secondo l’azienda, di garantire un’autonomia di 320 chilometri con una ricarica di soli 6 minuti, triplicando l’autonomia media raggiungibile oggi con normali batterie Li-ion.
Il merito è di un nuovo materiale utilizzato per l’anodo della batteria, un ossido di titanio-niobio, capace di raddoppiare la capacità di accumulo per volume rispetto ai tradizionali anodi di grafite. Toshiba ha inoltre sviluppato un metodo proprietario per la sintesi dei cristalli dell’ossido, in modo da poter “memorizzare” più efficacemente gli ioni di litio nella struttura cristallina del metallo. La nuova batteria dovrebbe essere lanciata entro la fine di quest’anno.
Anche Echion Technologies, startup fondata da alcuni ricercatori dell’università di Cambridge, che ha annunciato di aver messo a punto un sistema che permette di ricaricare qualsiasi tipo di batteria a litio in tempi rapidissimi: dalla ricarica istantanea per quelle dei telefonini ai 6 minuti necessari per “riempire” gli accumulatori di un’auto elettrica.
Alla base della rivoluzione c’è un materiale, la cui composizione è coperta dal segreto, messo a punto da Jean De La Verpilliere e dal suo team di ricercatori: sostituendo questo composto alla polvere di grafite che attualmente viene utilizzata per rivestire le lamine di rame delle batterie al litio, è possibile trasferire in tempi brevissimi grandi quantità di energia senza che le batterie si surriscaldino ed esplodano.
La startup ha un prototipo e punta alla commercializzazione dal 2020.
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