Batterie agli ioni di litio: un futuro senza petrolio e con meno emissioni di anidride carbonica sempre più vicino grazie alle auto elettriche

Goodenough, Whittingham e Yoshino. Sicuramente tre cognomi estranei a chi è estraneo al mondo delle scienze, eppure il loro lavoro è sempre nelle nostre mani. Letteralmente.

Con le loro ricerche, che hanno portato loro a vincere l’ambito premio Nobel quest’anno, hanno dato un contributo fondamentale allo sviluppo delle batterie agli ioni di litio. Già, proprio quelle che utilizziamo nei nostri smartphone, nei nostri computer portatili e in dispositivi di vario tipo.

Ma perché questi tre chimici hanno vinto il Nobel? E perché le batterie agli ioni di litio sono così importanti? 

Il litio (Li) è un metallo alcalino di colore argento nella sua forma pura con numero atomico 3. Allo stato solido rappresenta il metallo più leggero e può darsi lo abbiate già sentito nominare in ambito farmaceutico poiché esso è contenuto in uno specifico tipo di farmaci: gli antipsicotici. Gli ioni di litio, invece, sono particelle con carica positiva libera (protoni) che possono facilmente entrare in reazione con altri elementi. In ampia misura, attualmente gli ioni di litio vengono utilizzati nella produzione delle apposite batterie elettriche. Tali batterie, difatti, possono venire costruite in una vasta gamma di dimensioni e di forme. Sono più leggere rispetto ad altre batterie e offrono anche delle prestazioni migliori. Per questo si pensa che in futuro le batterie agli ioni di litio sostituiranno completamente quella a idrogeno(1).

Soprattutto, però, le batterie agli ioni di litio sono considerate una possibile soluzione per lo sviluppo di automobili elettriche e per la conservazione dell’energia in eccesso prodotta dalle fonti rinnovabili.

Ed è proprio così che sono state scoperte: la Exxon (famosa compagnia petrolifera Statunitense) si era già resa conto del fatto che l’umanità avrebbe dovuto far affidamento a mezzi alternativi rispetto ai combustibili fossili, in vista di un futuro senza petrolio. Così Whittingham (il premio Nobel sopracitato) si interessò alla cosa, sviluppando la prima batteria a litio, dopo varie alternative a Tantalio e Titanio. L’entusiasmo fu tale che la Exxon volle metterla in produzione il prima possibile. C’era solo un piccolo inconveniente: dopo varie ricariche, essa esplodeva. Eh sì, ve l’ho detto in una recente recensione di un telefilm che a volte le cose esplodono! La semplice soluzione di introdurre l’alluminio sull’anodo risolse il problema, ma non prima di aver dato fuoco al laboratorio un certo numero di volte! (Che bella la chimica!)

Una decina di anni dopo, John Goodenough ne aumentò il potenziale, aprendo la strada a batterie di quel tipo più potenti. A metà degli anni Ottanta, Akira Yoshino riuscì a perfezionare ulteriormente il sistema: eliminò l’impiego del litio allo stato puro, impiegando al suo posto gli ioni di litio, molto più sicuri(2).

Nel 1991, finalmente, vennero messe in vendita le prime batterie ricaricabili ed è da qui, dal lavoro di queste tre menti geniali, che i chimici ogni giorno si ingegnano per trovare nuovi materiali per superare le prestazioni di tali batterie e per ampliarne l’uso.

Le auto elettriche non saranno certo una soluzione all’inquinamento. Nessuna auto sarà mai ecologica al 100%, mai quanto andare in bici o a piedi. La scienza però non mente: i motori elettrici sono più efficienti di quelli a combustione, ciò significa che una parte maggiore dell’energia viene usata per far procedere l’auto. Soprattutto, emettono meno inquinanti atmosferici, come il particolato che in questo caso sarà solo il risultato di freni e usura delle gomme(3).

Come in ogni cosa, anche qui ci sono alcuni problemi. La preoccupazione principale dei consumatori è ovviamente il punto di ricarica. Attualmente sono pochissime le auto elettriche in circolazione, è perciò comprensibile che quando il numero aumenterà, accrescerà anche il consumo di energia elettrica. Così non solo dovranno esserci più punti di ricarica, ma addirittura la rete elettrica dovrà subire un’evoluzione. Sicuramente un costo elevato, ma l’UE ha destinato, negli ultimi anni, miliardi di euro a questo tipo di ricerca, adoperando per una rapida espansione dei punti di ricarica.

In conclusione, è grazie ai vincitori del premio Nobel di quest’anno se un futuro senza petrolio è più vicino. Con le loro batterie ricaricabili hanno aperto la strada a un domani migliore e mai, come prima d’ora, sentiamo la necessità di questo cambiamento.

 

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