Nel 2019, M. Stanley Whittingham ha ricevuto il premio Nobel per la chimica “per lo sviluppo di batterie agli ioni di litio”. Ora, sta studiando metodi con cui l’industria potrà sfruttare meglio il fenomeno per aumentarne riciclaggio e sostenibilità

Negli anni Settanta il chimico britannico Michael Stanley Whittingham ha ideato un innovativo elettrodo al disolfuro di titanio in grado di intercalare ioni di litio, uno studio poi rivelatosi fondamentale per lo sviluppo delle prime batterie ricaricabili agli ioni di litio. Per la sua scoperta, Whittingham ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2019, insieme a John B. Goodenough e Akira Yoshino.

La tecnologia agli ioni di litio ha continuato a evolversi, contribuendo alla transizione dai combustibili fossili a energia elettrica da fonti rinnovabili. Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare, e i margini di miglioramento sono ampi: è lo stesso Whittingham a spiegarlo, illustrando la strada che la ricerca dovrà seguire nei prossimi anni, in un’intervista recentemente rilasciata ad Astrabat.

“La maggior parte degli sforzi attuali si concentrano sui catodi a ossidi di nickel, manganese e cobalto – a detto Whittingham – L’industria ha iniziato con celle con un terzo di nichel. Adesso si arriva all’80%. Raggiungere il 90% o più, permetterebbe di ricavare più energia.”

Whittingham fa parte del Consorzio Battery 500, finanziato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. L’obiettivo è di aumentare la quantità di nickel riducendo la grafite, che al momento occupa metà del volume delle celle. Rimuovendola si potrebbe aumentare il numero di catodi all’interno della cella e migliorare l’efficienza delle batterie.

Nel 2019, Whittingham ha previsto che in futuro sarebbe stato possibile raddoppiare la densità di energia delle batterie (ovvero la quantità di energia contenuta nella batteria in relazione al suo peso).

“Fino al 2019, le batterie per uso commerciale più piccole avevano densità di energia intorno a 200-250 wattora per chilogrammo. Oggi siamo arrivati a 400. Non è ancora commercialmente conveniente, ma dimostra che si possono raggiungere densità di energia più alte.”

Secondo Whittingham, ci vorranno tra i cinque e i dieci anni perché tale tecnologia diventi conveniente per le auto elettriche, un paio d’anni per apparecchi più piccoli.

Il problema più grande sta nelle materie prime. Negli Stati Uniti ci sono miniere di nickel, ma il materiale estratto deve essere inviato prima in Canada e in Scandinavia per la raffinazione e poi in Asia per la realizzazione delle batterie. Questo rende il processo estremamente costoso. Per renderlo praticabile è necessario realizzare l’intero processo all’interno dello stesso continente.

Il Consorzio Europeo per le Batterie è al lavoro per realizzare l’estrazione e la raffinazione del nickel in Scandinavia e le batterie in Germania. Il consorzio di cui Whittingham fa parte sta cercando ora di ottenere lo stesso risultato in America.

“Ѐ un periodo emozionante. – conclude Whittingham – “Ѐ bello vedere l’Europa fare progressi. Speriamo che anche l’America possa riuscirci coinvolgendo anche Canada e Sud America.”

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