Prof. Maximilian Fichtner
Il Prof. Maximilian Fichtner è un esperto di fama internazionale nella tecnologia delle batterie. In un’intervista, parla di sistemi di batteria migliorati, alternative all’uso del cobalto e il vantaggio climatico delle auto elettriche.
Dici che le batterie delle auto elettriche faranno grandi progressi nei prossimi anni. Cosa ti rende così sicuro?
Mi aspetto passi da gigante nello sviluppo in due aree cruciali. In primo luogo, nei materiali di stoccaggio che assorbono l’energia. Qui sta succedendo molto, specialmente dal lato dell’anodo, dove un composto di grafite e silicio potrebbe presto sostituire la grafite pura. Poiché il silicio ha una densità di stoccaggio dieci volte superiore a quella della grafite, il contenuto energetico delle batterie aumenterebbe quindi in modo significativo. In secondo luogo, vengono apportati miglioramenti al design della batteria. In particolare, i futuri sistemi di batterie potrebbero contenere molto più materiale di archiviazione pur rimanendo delle stesse dimensioni. Questo è un fattore critico nella fornitura di portate più lunghe.
Qual è lo svantaggio dell’architettura della batteria di oggi?
L’attuale design standard produce sistemi di batterie in cui il materiale di stoccaggio effettivo rappresenta solo il 25-30 percento del contenuto totale. Il resto è rappresentato dall’alloggiamento, dall’imballaggio e dagli additivi. Vedremo grandi progressi qui. I futuri sistemi di batterie saranno progettati in modo più efficiente e la quota di materiale di stoccaggio potrebbe quasi raddoppiare. Ciò aumenterebbe il contenuto energetico e ridurrebbe i costi di produzione. Sono abbastanza sicuro che questo porterà a un salto di qualità.
Che ruolo gioca la tanto attesa batteria a stato solido?
La batteria a stato solido offre la possibilità di sostituire la grafite al terminale negativo con litio metallico, che aumenterebbe l’autonomia dal 30 al 40 percento. Questo è il motivo per cui la tecnologia è considerata il Santo Graal della ricerca sulle batterie. Vedo anche opportunità, ma permangono incertezze perché le batterie a stato solido non esistono ancora in forma industriale. Posso immaginare altre domande aperte sul lato dei costi, per esempio.
“L’auto elettrica ha la migliore impronta di carbonio di tutti i tipi di guida nel settore delle autovetture”.
Prof. Maximilian Fichtner
Cosa intendi?
Le batterie agli ioni di litio di oggi si trovano su una classica curva dei costi in calo. Con l’introduzione di materiali catodici sostenibili come il litio ferro fosfato, sono già stati inferiori all’importante parametro di riferimento di 100 dollari per kilowattora di elettricità. Questo è il limite magico al di sotto del quale un’auto elettrica diventa più economica di un’auto con motore a combustione . Non è ancora possibile dire oggi se o quanto velocemente questo possa essere ottenuto con la batteria a stato solido.
Quali miglioramenti possono aspettarsi gli automobilisti?
L’autonomia elettrica di oltre 500 chilometri sarà presto una cosa ovvia. È possibile anche un’autonomia di 1.000 chilometri. Nel complesso, lo sviluppo dei veicoli è sulla buona strada. D’altro canto, vedo difficoltà nel fornire un’infrastruttura di ricarica adeguata. Abbiamo bisogno di una vasta rete di potenti stazioni di ricarica rapida. Dobbiamo consentire agli abitanti delle città senza i propri wallbox di caricare comodamente un’auto elettrica. E dobbiamo standardizzare i prezzi durante la ricarica su strada. L’auto elettrica ha la migliore impronta di carbonio di tutti i tipi di guida nel settore delle autovetture: dovremmo quindi garantire che prevalga la mobilità elettrica.
Ci sono spesso critiche sull’estrazione di cobalto e litio dalle materie prime della batteria. Vedete alternative?
Il cobalto è attualmente utilizzato principalmente nelle batterie di telefoni cellulari e notebook, oltre che negli acciai duri e da taglio. In termini di veicoli elettrici, invece, un’uscita completa sembra possibile – e necessaria. Non solo per il problema dei diritti umani, ma anche per le limitate riserve. Una buona alternativa è già disponibile nel fosfato di ferro e litio, un materiale economico, sostenibile e non tossico. Anche il cosiddetto spinello di manganese potrebbe essere un’opzione. D’altra parte, non c’è ancora un sostituto convincente per il litio. Tuttavia, vedo anche qui la situazione come non così critica poiché le riserve globali di litio sono molto maggiori di quelle del cobalto. E attualmente ci sono alternative all’estrazione del litio dai laghi salati.
Informazioni: Il Prof. Maximilian Fichtner è un esperto di fama internazionale nella tecnologia delle batterie. Insegna chimica dello stato solido all’Università di Ulm e dirige il dipartimento per i sistemi di accumulo dell’energia presso il KIT (Karlsruhe Institute of Technology).