Batterie: processi e tecnologie della ricerca in Europa nei prossimi anni

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Senza un accesso sicuro alle materie prime essenziali per le batterie, in gran parte in mano cinesi, la mobilità elettrica in Europa rischia di rimanere al palo. Un problema annoso sul quale esperti e Parlamento UE propongono diverse soluzioni.

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La diffusione della mobilità elettrica è uno dei perni intorno al quale ruota l’intera architettura del Green New Deal. Ma l’Europa potrà abbracciare l’elettrificazione soltanto se riuscirà a garantirsi un accesso permanente alle materie prime per le batterie.

Il 96% delle batterie è prodotto al di fuori dell’Europa, e il Vecchio Continente non dispone delle materie prime necessarie per produrle: litio, nichel, manganese e cobalto, infatti, provengono principalmente dal Sud America e dall’Asia, e da sola la Cina ha in concessione quasi il 90% dei giacimenti mondiali.

Una sfida che, oltre a scatenare una concorrenza internazionale che rischia di compromettere equilibri geopolitici già instabili, l’Europa non può permettersi di perdere se vuole davvero diventare il primo continente a emissioni zero entro il 2050.

Una soluzione parziale è stata proposta in questi giorni dalla commissione Itre del Parlamento europeo, in un rapporto sull’Energy Storage in cui gli eurodeputati si sono detti a favore di uno standard europeo per le batterie, per ridurre la dipendenza dell’UE dalle materie prime correlate dando impulso al riciclaggio e alle filiere europee. Rapporto su cui è atteso il voto finale di Strasburgo in settimana: tra l’8, questo mercoledì e il 10 luglio, venerdì.

E sul tema si sofferma anche la Batteries Europe Technology & Innovation Platform, che in un report – frutto del contributo di esperti provenienti da organizzazioni che rappresentano l’intera catena di valore dell’industria e della ricerca nel settore – individua le priorità su cui dovrà concentrarsi l’attività di ricerca e innovazione europea per il settore delle batterie.

“L’accesso ai depositi europei non sfruttati e il miglioramento dei rendimenti e della purezza del prodotto recuperato, così come la riduzione delle fasi di lavorazione, sono sfide che l’Europa deve affrontare e vincere. Sfide che devono essere accompagnate da significative riduzioni del consumo di energia nei processi di lavorazione delle materie prime necessarie per produrre batterie”, si legge nella sintesi del rapporto.

Per rispondere a queste sfide, Batteries Europe ha identificato nel trattamento sostenibile delle materie prime la priorità su cui l’UE deve concentrarsi.

Innanzitutto, suggeriscono gli esperti, l’Europa dovrà investire e svolgere ricerche sulle batterie agli ioni di litio per applicazioni di mobilità come la “generazione 3b”, sia ad alta tensione che ad alta capacità, e batterie al litio allo stato solido con materiali convenzionali e di generazione 4a e 4b.

Dopo aver valutato approfonditamente le diverse opzioni tecnologiche, Batteries Europe identifica come strategico lo sviluppo di batterie stazionarie agli ioni di sodio per applicazioni domestiche. Inoltre, gli esperti hanno identificato le Redox Flow Batteries per applicazioni su scala pubblica come un asse strategico di lavoro a breve termine.

Un altro degli aspetti cruciali per lo sviluppo delle batterie su cui l’Europa dovrà sviluppare le competenze necessarie per diventare leader mondiale è la produzione di componenti e celle.

Ma sarà essenziale mettere in piedi una produzione che sia al contempo ecologicamente sostenibile ed economica, migliorando quindi i macchinari. In tal senso, lo sviluppo e l’implementazione di “digital twins” lungo le linee di produzione delle celle possono rappresentare un game changer, poiché forniscono uno specchio virtuale che permette di individuare e testare in tempo reale eventuali modifiche al processo di produzione.

Grande attenzione – prosegue Batteries Europe – dev’essere inoltre posta sul design e la produzione dei moduli, su una migliore gestione termica per abbattere i costi e migliorare l’efficienza, l’affidabilità, la durata e la sicurezza delle batterie.

Come il Parlamento europeo, anche gli esperti suggeriscono di dare impulso al riciclaggio attraverso un sistema armonizzato di gestione delle batterie fuori uso a livello europeo. Batteries Europe suggerisce di puntare su processi più ecocompatibili per ridurre al minimo il consumo di energia, acqua e sostanze chimiche.

È importante non solo costruire l’industria competitiva delle batterie nell’UE, ma anche mantenere la competitività a lungo termine.

Pertanto, Batteries Europe suggerisce di indirizzare i finanziamenti per la ricerca odierni verso obiettivi più di lungo termine. Fra questi, la chimica degli ioni multivalenti (Mg, Al e Ca), tecnologie emergenti, batterie ricaricabili acquose avanzate a basso costo e sicure per immagazzinare energia e un approccio combinatorio per la scoperta di nuovi materiali anodici.

Il report: short summary e detailed summary

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