Le batterie? Alla Mercedes la vedono così 

IONI DI LITIO, IL MEGLIO. PER ORA  - In queste settimane di isolamento forzato e di chiusura delle aziende a causa del coronavirus, la Mercedes ci ha invitato a una presentazione sul futuro delle auto elettriche, e in particolare sulle ricerche in corso per sviluppare accumulatori più efficienti, ecologici e sicuri. L’appuntamento (a distanza) è con Andreas Hintennach (foto qui sotto), responsabile dello sviluppo delle batterie che vengono montate sulle vetture a corrente (come la suv EQC mostrata nelle foto). Si tratta di un’attività complessa, che riguarda la “chimica” della “pila” ma anche la potente elettronica di gestione e il sistema di climatizzazione dell’accumulatore, che punta a mantenere la temperatura sui 25 °C: quel che serve per ottimizzarne la resa e la durata nel tempo. “Oggi le batterie agli ioni di litio sono le più usate, sia per i dispositivi elettronici sia per le auto - inizia Hintennach - e così sarà anche nei prossimi anni. Stiamo però lavorando a molte alternative che offrano una maggiore densità di carica (cioé che immagazzinino più energia a parità di peso, ndr), consentano ricariche più veloci e limitino l’impatto ambientale. Ma sempre senza compromessi in termini di sicurezza: su questo aspetto non facciamo deroghe.”

OBIETTIVO: PRODUZIONE A IMPATTO ZERO - “Sentiamo molto il tema dell’impatto ambientale. Un esempio arriva dal nostro partner cinese Farasis Energy, che già può realizzare una parte delle celle delle batterie per i nostri futuri veicoli usando solo energia elettrica ottenuta da fonti rinnovabili”. Questo significa limitare le emissioni del gas serra CO2 legate alla produzione degli accumulatori, che altrimenti sono molto rilevanti; la stessa Mercedes le stima in oltre il 30% di quelle immesse nell’atmosfera durante l’intera vita di un’auto elettrica. La casa tedesca si è posta come obiettivo, per il 2039, che tutte le batterie provengano da stabilimenti che non aumentino la quantità di anidride carbonica nell’atmosfera. Comunque, per Hintennach, dal punto di vista ambientale c’è un altro vantaggio da considerare. “Anche se non carichiamo le nostre vetture con corrente ottenuta solo da fonti rinnovabili, le emissioni complessive, considerando tutta la vita dell’auto, sono di circa il 40% inferiori a quelle di una vettura a benzina, e del 30% di quelle di una diesel.” Ci sono degli studi che portano a risultati molto meno favorevoli, ma Hintennach lamenta che sono basati su modelli di tre-quattro anni fa: da allora, i progressi delle elettriche sono stati sensibili. 

RICICLARE SÌ, MA COME? - Un altro argomento spinoso è quello del riciclaggio delle batterie. Secondo Hintennach, “il primo passaggio, una volta che l’accumulatore non sia più adatto per un’auto perché non garantisce più sufficiente autonomia, è di utilizzarlo per usi stazionari.” Fra gli esempi, citiamo i gruppi di continuità che garantiscono la corrente in caso di black-out della rete. “Ma siamo già preparati per recuperare cobalto, rame e nickel - prosegue Hintennach - che sono i metalli più costosi e che rivestono il catodo, il polo positivo. Già lo facciamo con gli accumulatori che usiamo nei test. Per quanto riguarda l’anodo, il polo negativo, una delle ricerche più importanti riguarda invece la possibilità di sostituire la grafite usata attualmente con il silicio, che garantirebbe una densità di carica maggiore del 20-25% e anche una ricarica più rapida.” Un’altra strategia prevede di rimpiazzare con manganese, nickel e litio il cobalto, che proviene in gran parte dalle miniere della Repubblica democratica del Congo: “Siamo già passati da una sua presenza attorno al 30-35% fino al 20%, ma in laboratorio abbiamo batterie che ne contengono solo il 10%, e contiamo di arrivare ad eliminarlo completamente. Ridurre il numero di materiali faciliterebbe sia la produzione delle batteria, che richiederebbe meno energia, sia la successiva fase di riciclo. Al primo posto per sostituire il cobalto c’è il manganese, più facile da lavorare e meno problematico da un punto di vista ambientale. Esistono già dei centri di recupero molto efficienti, perché questo metallo è usato da decenni nelle batterie alcaline, non ricaricabili. La sfida è rendere possibile la ricarica, cosa che prevediamo raggiungibile, nelle auto di serie, fra il 2025 e il 2030. Un’altra tecnologia alternativa è la batteria al litio-zolfo; quest’ultimo è un prodotto di scarto della produzione industriale, costa pochissimo e si ricicla perfettamente. Data, però, la scarsa quantità di energia immagazzinabile, non c’è una prospettiva vicina per l’uso nei veicoli. Parliamo di almeno dieci anni.” 

STATO SOLIDO, LA BATTERIA PIÙ SICURA - Altro argomento di grande interesse sono le batterie allo stato solido, ovvero senza elettrolita liquido, quindi senza possibilità di perdite. Per Hintennach “sono un grande passo avanti nella sicurezza, ma c’è ancora da lavorare quanto a velocità di ricarica e durata nel tempo. Contiamo di iniziare a usarle dal 2025 in poi negli autobus urbani elettrici eCitaro. I pregi sono la lunghissima durata e l’assenza di cobalto, nichel e manganese, ma la densità di energia è scarsa: servono batterie grandi, e lunghe ricariche, per un’autonomia accettabile. Ecco perché vanno bene per i mezzi dove lo spazio abbonda e che effettuano percorsi sempre prevedibili, ma non per le vetture. Insomma, le batterie agli ioni di litio saranno protagoniste ancora per anni.”  Un ultimo cenno viene però fatto al prototipo Vision AVTR, che usa batterie al grafene, quindi “prive di sostanze rare, tossiche o costose come i metalli. La densità di energia e la velocità di ricarica sono eccezionali, e la riciclabilità è al 100%. Serviranno ancora anni prima del debutto sulle auto, ma il potenziale c’è.”