Dall'Università della Georgia l'elettrolita solido fuso che permette di usare gli stessi metodi produttivi delle celle ioni litio

Quando si parla di batterie allo stato solido, i problemi di solito sono due. Uno riguarda la tecnologia in sé: la composizione chimica e l’architettura di celle che devono garantire omogeneità di prestazioni e una durata accettabile. L'altro i metodi costruttivi. E allo stato attuale, molte aziende hanno più difficoltà a sciogliere il secondo nodo rispetto al primo.

Tante sono le società e le Università che hanno trovato il modo di far funzionare una batteria allo stato solido. Pochissimi invece stanno riuscendo a mettere a punto linee di produzione sufficientemente efficienti per ambire a una commercializzazione in tempi molto rapidi. Le cose però potrebbero cambiare.

L'elettrolita solido, ma fuso

L’Institute of Technology della Georgia, negli Stati Uniti, afferma infatti di aver trovato il modo di produrre batterie allo stato solido, con elettrolita ceramico al posto di quello liquido delle normali celle agli ioni di litio, utilizzando però gli stessi processi produttivi. Con un enorme risparmio di tempo e di soldi.

Georgia Institute of Technology: le batterie allo stato solido

I ricercatori statunitensi sono riusciti ad adattare le nuove batterie ai metodi di costruzione già in uso utilizzando un elettrolita solido fuso e iniettandolo all’interno di elettrodi porosi in un ambiente a bassa pressione, utilizzando una sorta di sottovuoto.

Lavorare a bassa pressione

“Fino ad oggi, per fondere un elettrolita solido si è lavorato a temperature comprese tra i 700 e i 1.000 gradi centigradi – ha spiegato Gleb Yushin, professore del dipartimento dell’università che sta lavorando sul progetto. Noi invece lavoriamo a bassa pressione, e con temperature tra i 200 e i 300 gradi, e questo rende le cose molto più semplici. A temperature relativamente più basse i materiali non reagiscono e la realizzazione di celle è molto più veloce”.

La tecnologia, che è stata resa nota con un articolo pubblicato lo scorso 8 marzo sulla rivista Nature Materials, è in attesa di brevetto. Una volta messa a punto, questa tecnologia non solo agevolerà la diffusione di batterie allo stato solido, ma permetterà anche alle Case produttrici di auto elettriche di investire meno a livello di impianti di raffreddamento (con risparmio di costi, di ingombri e di pesi).

Se le batterie agli ioni di litio attuali, infatti, si degradano tanto più velocemente quanto più si scaldano, quelle allo stato solido, tra i tanti vantaggi, hanno anche una maggior resistenza alle alte temperature.

Georgia Institute of Technology: le batterie allo stato solido

L’unica via possibile

La tecnologia messa a punto dall’Università della Georgia non è ancora pronta ad entrare in commercio. Si devono svolgere ulteriori approfondimenti utilizzando diversi materiali sia per gli elettroliti solidi fusi sia per gli elettrodi.

Però, come spiega Kostiantyn Turcheniuk, uno degli autori dello studio, “Quando l’industria automobilistica sarà pronta al salto verso le batterie allo stato solido, quello scoperto in Georgia sarà l’unico metodo produttivo praticabile per una questione di semplicità, velocità e contenimento dei costi”.

Secondo Yushin al momento attuale le batterie agli ioni di litio si aggirano intorno a un costo che è di circa Batterie a 100 $/kWh nel 2024: il report WoodMac sull'auto elettrica, ma arrivando a 70 dollari per kWh le auto elettriche costeranno meno di quelle a benzina e incontreranno un vero e proprio boom di richieste. Per raggiungere l’obiettivo l’unica strada percorribile è quella dell’innovazione a livello di batterie.

Fotogallery: Georgia Institute of Technology