Auto elettriche e super-batterie, una chance anche per le Marche

Auto elettriche e super-batterie, una chance anche per le Marche

di Michele Germani
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Lunedì 4 Marzo 2024, 02:05

Una recente ricerca dell’ANIE (Associazione Nazionale Industrie Elettrotecniche ed Elettroniche) mette in evidenza che l’uso dell’auto in Italia è compatibile col passaggio a una vettura elettrica. Si è stimato che in media, chi usa l’auto, guida per circa 1 ora e 15 minuti al giorno, percorrendo una quarantina di chilometri. In totale sono poco meno di 12mila km all’anno. Nelle restanti ore del giorno, l’auto rimane inutilizzata ed è potenzialmente collegabile a una colonnina. La ricarica a casa è la più ampiamente utilizzata, circa il 90% dei proprietari di auto elettriche si è organizzato in questa maniera. Ma i numeri sono positivi anche allargando lo sguardo alla presenza di colonnine.

Nel nostro Paese ci sono circa 50mila punti di ricarica, di cui un migliaio in autostrada. Se ci si confronta con l’Europa più avanzata si è ancora indietro. Francia e Germania hanno punti di ricarica per abitante che arrivano a 18 e 15 rispettivamente, mentre in Italia sono solo 9. È vero che negli ultimi anni si è fatto molto sul fronte delle infrastrutture, ma si può fare ancora meglio. Però un elemento che potrebbe portare ad una vera accelerazione è l’affermarsi delle batterie allo stato solido. Vediamo cosa sono, quali vantaggi portano e quali sono i punti critici. Le batterie allo stato solido sono normali batterie agli ioni di litio, quelle ormai comunemente diffuse per tanti usi, in cui l’elettrolita, solitamente liquido, è sostituito da un elettrolita solido, da cui il nome. Le celle, per il resto, continuano ad avere due elettrodi, anodo e catodo, con carica negativa e positiva, un separatore piazzato tra di essi e un elettrolita che consente agli ioni di litio di muoversi tra i due elettrodi durante le fasi di carica e scarica.

Le case automobilistiche hanno subito sviluppato molto interesse verso questa soluzione, perché le tradizionali celle agli ioni di litio comportano un rischio. Infatti, esse contengono un elettrolita composto da solventi organici che sono estremamente infiammabili. Pertanto, se una batteria agli ioni di litio subisce un danneggiamento, come può accadere in un incidente, o se si surriscalda durante la ricarica, può prendere fuoco ed esplodere. Le batterie allo stato solido, invece, proprio per la mancanza di liquidi ed elementi volatili, sono più resistenti alle fiamme e quindi molto più sicure. Ma alla sicurezza si aggiungono anche altre caratteristiche. Per esempio, possono arrivare a densità energetiche pari anche a 2,5 volte quelle di una batteria tradizionale agli ioni di litio, quindi maggiore autonomia a parità di peso. Le batterie allo stato solido possono essere ricaricate a una velocità che, in certi casi, arriva a 5 volte di più di quella di una batteria con elettrolita liquido.

Significa rimanere in sosta alla colonnina solo per pochi minuti. Inoltre, consente di ampliare la gamma di materiali da poter utilizzare, andando a studiare soluzioni che rendano il reperimento della materia prima meno dipendente da Paesi instabili politicamente, sostituendo le materie critiche con altre più disponibili e con filiere più sostenibili. Invece i problemi maggiori vengono dalla produzione, in special modo nel caso in cui si parli di produzione di massa. Ad esempio, dal punto di vista tecnico, si hanno difficoltà di riempimento dell’intero spazio della cella per aumentare al massimo il contatto fra la superficie degli elettrodi e l’elettrolita. Ma il maggiore problema è la scarsa adattabilità degli impianti produttivi dedicati alle batterie con elettrolita liquido per il loro uso su batterie con elettrolita solido. Questo implica nuovi ingenti investimenti e l’abbandono di fabbriche molto costose, già messe a punto. Dato questo contesto, Toyota, la casa automobilistica storicamente all’avanguardia sulla propulsione elettrica, ha annunciato di voler iniziare a produrre batterie allo stato solido nel 2027. Toyota sostiene che la sua nuova batteria fornirà a un veicolo elettrico un‘autonomia di circa 1.200 km e potrà essere ricaricata in circa dieci minuti. Altri produttori si stanno muovendo nella stessa direzione, ad esempio Nissan sta costruendo un impianto pilota a Yokohama che inizierà a produrre versioni di prova durante il prossimo anno. Un impianto simile è previsto in Germania da Bmw.

QuantumScape, startup americana con 2 miliardi di dollari investiti, 600 ricercatori e 300 brevetti, ha iniziato a fornire i primi prototipi di batterie allo stato solido alla Volkswagen, suo principale finanziatore. Quindi il futuro si avvicina a passi da gigante. È evidente che non si può rimanere indietro dal punto di vista tecnologico, ed è necessario che anche su queste tematiche venga formata la nuova generazione dei nostri tecnici, dall’ingegnere al chimico, passando per gli esperti dei materiali e dei processi di produzione. Nelle Marche sono presenti eccellenze nell’Università Politecnica delle Marche, per quanto riguarda l’ingegneria di processo ed i materiali, e nell’Università di Camerino, per quello che riguarda la chimica. Mettendo insieme queste competenze si potrebbe aprire un capitolo molto interessante, sia nell’ambito della didattica che della ricerca, iniziando, ad esempio, con un nuovo corso di Laurea InterAteneo, da mettere in campo in cooperazione con alcune imprese del centro Italia, che già collaborano con le due Università.

*Referente Trasferimento Tecnologico
e Direttore Diism
Università Politecnica
delle Marche

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