La casa automobilistica tedesca è impegnata a 360° nella ricerca tecnologica, per ottenere il meglio da auto elettriche e batterie sostenibili.
Auto elettriche e batterie sostenibili, un argomento decisamente attuale. Dal punto di vista tecnologico ci sono stati progressi notevoli negli ultimi anni, ora si lavora per renderle completamente sostenibili. Vanno tenuti in considerazione due aspetti principali. Il primo è quello legato all’origine dell’energia utilizzata per ricaricare le batterie, con una quota sempre maggiore di elettricità proveniente da fonti rinnovabili. Il secondo è connesso al metodo utilizzato per produrre le batterie e alla tecnologia scelta per accumulare energia. Audi, che con e-tron (ed e-tron Sportback) è già sul mercato con un modello a batterie, è impegnata a 360° sul fronte della sostenibilità: anche su quello della sostenibilità degli accumulatori, a partire dall’estrazione dei materiali necessari per costruirli.
Riutilizzare gli elementi preziosi delle batterie a fine vita
Se è vero che i primi soldi guadagnati sono quelli non spesi, è altrettanto vero che la prima risorsa non sprecata è quella che viene riciclata. Ecco perché Audi sta investendo parecchio per estrarre e riutilizzare gli elementi preziosi contenuti nelle batterie alla fine del loro ciclo di vita. Secondo i risultati di un test interno, oltre il 90 per cento del cobalto e del nichel presenti nelle batterie dell’Audi e-tron può essere riciclato per l’uso in nuove celle. Addirittura, a volte è possibile utilizzare nuovamente intere batterie: non più su un’auto elettrica, le cui richieste in termini di prestazioni sono assai elevate, ma per impieghi meno gravosi. Un esempio? L’alimentazione dei veicoli da trasporto all’interno delle fabbriche.
Il litio, lo stato dell’arte
Si sono citati qui sopra i materiali preziosi: il litio è il più famoso e il più utilizzato fra essi, oltre a rappresentare lo stato dell’arte delle batterie, a partire dall’informatica e dall’elettronica di consumo. Il motivo? Efficienza e densità energetica superiori rispetto a quelle delle batterie alcaline. Non a caso, il costo del litio è raddoppiato fra il 2016 e il 2018. E non perché sulla Terra ce ne sia poco, in realtà: 43 milioni di tonnellate (stimati). Il problema è che solo un terzo del totale può essere estratto, di cui l’87 per cento si trova nelle acque salate del Sud America.
Come si ricava il litio?
E se Audi sta investendo così tanto nella ricerca di un procedimento più rapido e sostenibile per la produzione delle batterie non è perché il processo di estrazione del litio sia complesso, anzi. Per ottenere il carbonato di litio, infatti, è sufficiente perforare le saline e pompare in superficie la salamoia ricca di sali minerali. Successivamente, la salamoia viene fatta evaporare e i sali risultanti vengono filtrati per estrarre il carbonato di litio. Dal punto di vista tecnico, dunque, il procedimento è piuttosto semplice. Le criticità, piuttosto, riguardano la grande quantità d’acqua richiesta e la durata del tutto: dai 18 ai 24 mesi. Se si parla di estrazione del litio non si può non affrontare la questione umanitaria: Audi collabora in varie iniziative con partner che hanno come focus i diritti umani e lasostenibilità ambientale della catena di fornitura ed è membro della Global battery alliance, impegnata nella protezione dei diritti umani nel processo di estrazione dei materiali nobili per le batterie.
Riciclare i materiali preziosi contenuti nelle batterie al litio non è l’unica via seguita. L’intera comunità scientifica guarda con estrema attenzione, per esempio, anche alla riduzione delle dimensioni degli accumulatori e della quantità di litio e di componenti rari (come il cobalto) utilizzata. Oppure, tornando all’estrazione, la soluzione di Tsuyoshi Hoshino del Rokkasho fusion institute della Japan atomic energy agency: ricavare il litio dall’acqua di mare mediante l’elettrodialisi. In pratica, si tratta di utilizzare una membrana che può essere attraversata – per osmosi – solo dagli ioni di litio. In attesa che tale tecnologia arrivi sul mercato, Hoshino si dice convinto della sua efficienza energetica e scalabilità.
Supercondensatori al grafene
Trovare un modo più sostenibile per estrarre il litio è solo una parte del lavoro che hanno davanti tecnici e scienziati. Fondamentale è anche fare in modo che le batterie del futuro garantiscano una maggiore efficienza. Si stanno studiando per esempio i supercondensatori al grafene: invece di trattenere elettricità come potenziale chimico – come accade nelle batterie al litio e in quelle alcaline – questa soluzione permette di immagazzinarla in un campo elettrico. Il limite da superare è quello della scarsa capacità di questi supercondensatori di conservare la carica a lungo e il fatto che siano soggetti a repentine perdite di carica.
Un’altra tecnologia allo studio è quella della Blue battery, che immagazzina l’energia nell’acqua. In sostanza, la corrente elettrica passa attraverso l’acqua salata e la divide in soluzione salina concentrata e acqua dolce (elettrolisi); in questo modo è possibile immagazzinare energia. La fase di cessione dell’energia prevede un’inversione del processo tale per cui le due acque (dolce e salata) vengono combinate, rilasciando l’energia raccolta che viene poi riconvertita in corrente elettrica grazie ad apposite membrane.
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