Il prossimo cambiamento tecnologico sarà costituito dalle batterie allo stato solido. Innovazione particolare è costituita dalle batterie con anodo di alluminio in combinazione con un elettrolita solido. L’alluminio è un materiale molto promettente perché è abbondante, economico e ha un’altissima densità volumetrica di carica (può immagazzinare più ioni in uno spazio minore rispetto al grafite o persino al litio metallico).
- Vantaggi Potenziali (Teorici):
- Altissima densità energetica: Le stime parlano di potenziali 1.000 Wh/L o più, il che significa molta più energia nello stesso volume rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio (~700 Wh/L per le migliori).
- Cicli di ricarica ultra-rapidi: Grazie alle proprietà dell’alluminio e dell’elettrolita solido, i prototipi hanno dimostrato la capacità di ricaricarsi in pochi minuti (es. dallo 0 al 100% in tempi simili a un pieno di benzina).
- Sicurezza e stabilità: L’elettrolita solido elimina il rischio d’incendio associato agli elettroliti liquidi. L’alluminio è anche meno incline alla formazione di dendriti rispetto al litio metallico puro, il che promette una maggiore durata.
- Costo inferiore: L’alluminio è il terzo elemento più abbondante nella crosta terrestre e molto più economico del litio.
- La tecnologia con anodo di alluminio è considerata una delle opzioni più promettenti per la “seconda generazione” di batterie a stato solido, prevista per il 2027-2028.
Il radicale cambiamento sembra essere costituito dalle batterie agli ioni di alluminio che non utilizzano più litio e terre rare.
Alcuni fonti, con attendibilità discutibile, informano che Toyota stia anticipando i tempi e stia già provando delle batterie agli ioni di alluminio.
Questa prossima generazione di batterie, se realizzabile, sarà un un fenomeno epocale.
L’EV potrà soppiantare l’endotermico, il consumo di idrocarburi avrà una riduzione vistosa, le energie alternative e la distribuzione un forte rinnovamento strutturale…
Sembra che i tempi per questo enorme cambiamento siano più veloci del previsto, forse qualche anno.
Gli accumulatori senza litio avranno i seguenti vantaggi:
- autonomia, tempi di ricarica, costi, volumi e pesi vantaggiosi non solo in ambito EV, ma anche nei trasporti pesanti ed aeromobili
- ottima sicurezza anche in caso di urto violento
- soluzione per l’accumulo domestico: valorizzare la produzione di energie rinnovabili, migliorare l’efficienza nella climatizzazione utilizzando per esempio le pompe di calore, che, spostano il calore, hanno rendimenti di varie volte superiore ai bruciatori tradizionali
- soluzione per le infrastrutture di ricarica, come buffer a ricarica lenta e cessione veloce fino al GWatt, con impulso nella revisione dell’infrastruttura di produzione (mediante rinnovabili) e distribuzione
- non serve il cobalto estratto per esempio in Congo con enormi problemi socio – politici
- non serve il litio estratto per esempio in Bolivia, Argentina e Cile, estrazione che crea enormi problemi di impatto ambientale
- non serve il nickel dell’Indonesia
- non servono terre rare con gli enormi problemi geopolitici che comportano
- accelerazione della dismissione degli idrocarburi
- netto miglioramento nel riciclo degli accumulatori e di logistica transcontinentale
- uso di filiere industriali dell’alluminio molto diffuse
- abbattimento dei rifiuti tossici caratteristici dall’uso del litio con i relativi ed enormi problemi di smaltimento
In relazione a Toyota vedremo se hanno ragione gli analisti che sostengono non essere più competizione, ma consolidamento.
Oltre il litio è la linea di frontiera per il cambiamento totale e nella linea temporale potrebbe essere un intorno del 2030.