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CHIMICA/ C'è un leone nel futuro delle batterie al litio per l'auto elettrica

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Prototipo di batterie a ioni di litio GREENLion  Prototipo di batterie a ioni di litio GREENLion

Si chiama “GREENLion”, dove Lion sta per leone ma è anche la contrazione di Li-ion, cioè ioni di litio: è un programma nell’ambito del Settimo Programma Quadro, recentemente selezionato dalla Direzione Generale Ricerca e Innovazione della Commissione Europea e proposto sul sito di Horizon 2020come esempio di “storia di successo”. Il progetto consiste nella realizzazione di una batteria al litio per le macchine elettriche, realizzata con componenti, tecnologie chimiche e processi produttivi innovativi che la rendono più economica, affidabile, sicura e amica dell’ambiente rispetto a quelle attualmente in uso. È realizzato da un consorzio europeo di dieci aziende, tre istituti di ricerca e tre università; due i partner italiani: il Politecnico di Milano e l’Enea.

Le batterie ricaricabili agli ioni di litio hanno attirato l'attenzione dei produttori di veicoli elettrici da quando sono state messe sul mercato nei primi anni ’90; tra i loro vantaggi ci sono: una carica in tempi più brevi e una capacità di immagazzinamento di energia superiore a quella di altri tipi di batterie ricaricabili. Ci sono però ancora delle barriere che limitano il loro pieno utilizzo. Il professor Andrea Mele, che guida il gruppo del Politecnico presso il Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “G. Natta”, indica tre voci principali: il costo, la sicurezza e l’ambiente.

Consideriamo l’aspetto ambientale: il gruppo di Milano si è occupato di studiare l’uso di nuovi materiali per alcuni componenti. «Nelle batterie – ha spiegato Mele a ilsussidiario.net - ci sono i componenti attivi, cioè quelli che originano la reazione che porta alla produzione di energia elettrica; e ci sono gli altri componenti. Uno di questi, molto importante, è il cosiddetto binder, cioè il legante: nella tecnologia attuale è dato da un film polimerico che ha la funzione di tener attaccati i materiali che costituiscono gli elettrodi con il collettore delle cariche elettriche. Finora il materiale utilizzato è stato un polimero sintetico, il polivinilidenfluoruro (PVDF). La nostra idea è stata di sostituire il PVDF con un polimero naturale: in particolare ci siamo indirizzati su un derivato molto comune della cellulosa che è la CarbossiMetilCellulosa, detta comunemente CMC: è un prodotto commerciale, di basso costo, che si ottiene da fonte rinnovabile - perché è un derivato della cellulosa - e ha il grosso vantaggio di essere solubile in acqua. Ciò permette una lavorazione totalmente in acqua, senza il ricorso a solventi organici che, dal punto di vista ambientale, hanno il grosso svantaggio di essere in genere volatili e quindi costituiscono una fonte di inquinamento, oltre che essere più costosi rispetto all’acqua».

L’idea del gruppo di Mele ha funzionato ed è uno dei risultati più rilevanti del progetto. Strettamente connesso con l’aspetto ambientale c’è quello economico: uno dei punti di abbattimento dei costi previsto dal progetto è legato al fatto che il passaggio da un polimero sintetico a uno naturale come la CMC riduce di molto i costi. In un report di GREENLion vengono indicati alcuni dati eloquenti: il costo per il PDVF è industrialmente fra i 15 e i 18 euro al kg mentre la CMC è fra 1 e 2 euro al kg, quindi un ordine di grandezza in meno.



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