AS_06_2019

SCENARI primo piano 30 Settembre 2019 Automazione e Strumentazione di MW, con installazioni su scala industriale (come la ‘Hornsdale Power Reserve’ per l’eolico in Australia, capace di accumulare 129 MWh). Poi, esiste la possibilità di utilizzare le batterie dei veicoli elettrici come ‘tampone’ per la rete, quando i mezzi sono collegati alle colonnine . Ma, oltre alla creazione di nuovi impianti fissi e alla condivisione delle batterie dei veicoli in rete, esiste anche una terza via: il riutilizzo di batterie usate, che comporterebbe la nascita di un nuovo mercato estremamente interessante per l’industria. Infatti, per quanto migliorate nell’affidabilità e nella durata, le nuove tecnologie sviluppate per l’utilizzo nei veicoli, che richiedono moduli leg- geri con capacità di accumulo energetico almeno nell’ordine di parecchie decine di kWh, avranno comunque un’usura legata ai necessari cicli di carica e scarica. Ma, mentre per l’utilizzo nei vei- coli elettrici è fondamentale mantenere pesi ridotti e densità energetiche elevate , questi requisiti non sono così vincolanti per gli impianti fissi. Le batte- rie divenute inutilizzabili per il settore dell’autotra- zione potranno trovare nuova vita nell’accumulo di elettricità in applicazioni stanziali , in modo da dare continuità all’alimentazione energetica di reti locali , per esempio nell’industria, o per tamponare le esigenze della rete pubblica . Insomma, le batterie divenute degli ‘scarti’ per il settore dell’autotrazione potrebbero divenire una risorsa preziosissima per l’industria, realizzando una forma di riciclo estremamente virtuoso sia dal punto di ecologico, sia da quello economico. Le promesse del litio Il peso elevato e la limitata densità di energia delle batterie tradizionali avevano per decenni ridotto l’appetibilità dei veicoli elettrici, che presenta- vano notevoli difficoltà a raggiungere un’autono- mia nell’ordine di diverse centinaia di chilometri. Le tecnologie che attualmente permettono di rea- lizzare batterie agli ioni di litio hanno finalmente permesso di superare molti svantaggi delle solu- zioni tradizionali. Uno dei nomi più importanti per lo sviluppo e l’industrializzazione delle batterie agli ioni di litio è Tesla, il noto costruttore di veicoli elettrici con sede a Fremont (California, Usa). Tesla ha puntato molto sulla tecnologia agli ioni di litio con elettrolita liquido, che attualmente gli permette di raggiungere delle densità energetiche più che sufficienti (200-250 Wh/kg) per realizzare veicoli elettrici a lunga autonomia (con mezza tonnellata di batterie, per un totale di circa 80 kWh si può arrivare a circa 500 km). Ma l’azienda sta anche lavorando a una nuova chimica per le batterie e recentemente ha acquisito Maxell, che dispone di una innovativa tecnologia di trattamento degli elettrodi (sviluppata nell’ambito dei super-con- densatori) che permetterà di ottenere celle agli ioni di litio con una maggiore integrazione. Infatti, la tecnologia di Maxell permette di realiz- zare delle batterie con elettrodi a secco grazie a un sottile film che li protegge dal contatto fisico con l’elettrolita liquido. Riducendo la distanza tra gli elettrodi la cella diventa più compatta e le bat- terie più leggere e con minore ingombro. Tesla stima che con la tecnologia ad elettrodo secco si potranno utilizzare i sistemi di produzione attuali per raggiungere densità energetiche prossime al limite teorico delle celle al litio e quasi triplicare le prestazioni attuali. Ancora in merito alle batterie al litio con elettroliti liquidi, presto potrebbero essere disponibili solu- zioni con celle affidabili basate su elettrodi di sili- cio , che permetterebbero di aumentare la densità energetica (oltre i 300 Wh/kg) e consentirebbero di utilizzare gli sperimentati e precisi processi di produzione della filiera dei semiconduttori. Una tecnologia attualmente molto diffusa nei prodotti di consumo è quella delle batterie litio- polimeri, dove viene utilizzato un elettrolita semisolido che, in genere, è un gel polimerico. Questa soluzione presenta un’alta densità energe- tica ma ha ancora una durata del ciclo vita piutto- sto ridotta, con la capacità di accumulare energia che si riduce velocemente nel tempo. Forse più interessante per l’auto-trazione potrebbe essere il passo successivo, quello delle batterie al litio con elettrolita a stato solido. Questa tecno- logia promette di aumentare la quantità di energia accumulata nella batteria a parità di peso (andando in teoria molto oltre i 400 Wh/kg) e di ridurre il Il settore dei veicoli elettrici ha trainato lo sviluppo di applicazioni di accumulo energetico che potrebbero essere interessanti anche per l’industria energetica e manifatturiera