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Realizzare batterie sempre più sicure, efficienti, a basso costo e con un ridotto impatto ambientale, è una delle maggiori sfide per l’industria delle tecnologie pulite.
Buona parte della ricerca nel settore punta a sviluppare differenti materiali con cui produrle, ad esempio modificando le composizioni chimiche degli accumulatori o cercando nuove soluzioni di riciclo e riuso, anche con un’attenzione ai materiali organici che potrebbero sostituire materie prime come litio e cobalto.
In questo filone si inserisce il progetto italiano da 4 milioni di euro, battezzato ORANGEES, acronimo che sta per ORgANics for Green Electrochemical Energy Storage.
L’iniziativa è guidata dal Consiglio nazionale delle ricerche e comprende: Enea, Consorzio interuniversitario nazionale per la scienza e tecnologia dei materiali, Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Ricerca sul Sistema Energetico (RSE), oltre alla multinazionale americana Standex International (specializzata in attrezzature per servizi di ristorazione, tecnologie ingegneristiche, elettronica e idraulica).
Obiettivo è progettare “quella che sarà la batteria del futuro”, afferma Alessandra Di Blasi, ricercatrice dell’Istituto di tecnologie avanzate per l’energia ‘Nicola Giordano’ (Itae) del Cnr, responsabile scientifico di ORANGEES.
In che modo?
Il progetto intende studiare e sperimentare l’utilizzo di nuovi materiali sia ibridi (organici/inorganici) che prettamente organici, ottenuti da scarti dell’industria agroalimentare (caseina, siero del latte, cheratina, fico d’India e cellulosa).
I ricercatori proveranno a ridurre sempre di più la componente inorganica delle batterie, come litio e cobalto, peraltro sempre meno utilizzato, sostituendo queste materie “critiche” con alternative più sostenibili dal punto di vista ambientale e dai costi inferiori.
Nello specifico, spiega una nota, Enea si occuperà della selezione di scarti e sottoprodotti naturali verificandone l’utilizzo come materie prime per produrre membrane ed elettrodi green.
“Questo approccio intende ridurre le criticità legate allo smaltimento delle batterie, creando nuove sinergie industriali in accordo ai principi dell’economia circolare”, evidenzia Mariasole Di Carli, ricercatrice del Laboratorio Enea Accumulo di energia, batterie e tecnologie per la produzione e l’uso dell’idrogeno.
Il progetto prevede cinque linee di ricerca, di cui tre dedicate alle attività sperimentali sui materiali utilizzati per i componenti di batterie e super condensatori.
La prima delle tre linee sperimentali è orientata a realizzare componenti ibridi e favorire l’abbassamento dei costi a parità di performance, oltre che a migliorare le prestazioni di accumulo (soprattutto rispetto al litio) e della sicurezza, con lo sviluppo di elettroliti semi-solidi.
La seconda linea sperimentale studierà invece diverse tipologie di composti organici, come potenziali sostituti dei materiali presenti negli attuali sistemi di accumulo; saranno validate nuove soluzioni tecnologiche per mantenere le performance delle batterie “tradizionali”, consentendo al tempo stesso di ridurre l’impatto ambientale, dalla produzione allo smaltimento.
Proprio lo smaltimento delle batterie è il focus della terza linea di ricerca, dedicata ai materiali organici derivanti dal riutilizzo di scarti industriali, per individuare soluzioni “verdi” di facile reperibilità o provenienti da processi di economia circolare di altre filiere.
I materiali organici più promettenti, si spiega, saranno successivamente investigati attraverso simulazioni al computer, analisi del ciclo di vita e test condotti in collaborazione con il partner industriale Standex International, per verificare il potenziale beneficio a livello di prestazioni elettrochimiche finali.
