Dalla Cina una soluzione per batterie immortali: basta un'iniezione!

Un team della Fudan University ha sviluppato una molecola iniettabile che ripristina la capacità delle batterie agli ioni di litio, estendendone la durata fino a 60.000 cicli e riducendo drasticamente sprechi e impatto ambientale.

Il “farmaco” cinese che ringiovanisce le batterie al litio: rivoluzione in arrivo?

Un gruppo di ricercatori cinesi della Fudan University di Shanghai ha messo a punto una soluzione che potrebbe rivoluzionare il ciclo di vita delle batterie agli ioni di litio, cuore di veicoli elettrici e dispositivi elettronici. La scoperta, pubblicata su Nature, consiste in una molecola chiamata trifluorometansolfinato di litio, definita dagli stessi scienziati un vero e proprio "farmaco" per batterie esauste. Si tratta di un sale di sintesi che può essere facilmente prodotto in laboratorio a basso costo e in maniera sostenibile.

Si tratta di una molecola che può essere iniettata direttamente nelle celle della batteria, con una procedura rapida e semplice, che è in grado di ripristinare gli ioni di litio persi o degradati, riportando la capacità della batteria a livelli quasi originari e moltiplicandone la durata di decine di volte rispetto agli standard attuali.

Il principio alla base di questa innovazione è semplice quanto efficace: le batterie al litio si degradano progressivamente perché, con i cicli di carica e scarica, una parte degli ioni di litio attivi si consuma e si deposita come "litio morto", riducendo la capacità della cella. Il nuovo metodo, invece, prevede l’aggiunta esterna di un sale organico di litio che, una volta iniettato, si decompone liberando nuovi ioni di litio e permettendo ai componenti ancora sani della batteria di tornare a funzionare a pieno regime. I test condotti su batterie commerciali al litio-ferro-fosfato hanno evidenziato risultati sorprendenti: la capacità delle celle è stata riportata al 96% dopo quasi 12.000 cicli di ricarica, quando normalmente le batterie vengono considerate esauste dopo 1.500-2.000 cicli. La procedura viene condotta tramite una siringa progettata ad hoc che inietta una soluzione trasparente nella porta dell’elettrolita della cella.

La tecnica elaborata dai ricercatori potrebbe rappresentare un punto di svolta nel settore dei veicoli elettrici, dove la sostituzione della batteria rappresenta fino al 40% del costo totale di un'auto nuova e la gestione del fine vita delle celle è una delle principali sfide ambientali. L'estensione della vita delle batterie consentirebbe una importante riduzione della quantità di rifiuti, della necessità di riciclo e dell’estrazione di nuove materie prime, con benefici sia economici che ecologici.

Usiamo abbondantemente il condizionale poiché, come i ricercatori stessi ammettono, la tecnologia non è ancora pronta per l’applicazione industriale su larga scala. Gli esperimenti sono stati condotti su singole celle e resta da capire come trasferire il metodo a interi pacchi batteria, che possono contenere migliaia di celle. Inoltre, non tutte le batterie oggi in commercio sono progettate per consentire l'iniezione e la fuoriuscita sicura dei sottoprodotti gassosi generati dal processo, un limite che richiederà nuove soluzioni ingegneristiche.

In ogni caso il team della Fudan University è determinato a concretizzare in forma commerciabile la nuova tecnologia, e a tal proposito sta collaborando con alcuni produttori di batterie per sviluppare versioni della molecola che possano essere realizzate in ambito industriale, così da integrare la tecnologia nei processi produttivi. 

L'innovazione dei ricercatori cinesi si inserisce in un contesto globale in cui la sostenibilità delle batterie agli ioni di litio è sempre più centrale, sia per la transizione energetica che per la tutela dell’ambiente. La possibilità di "ringiovanire" le batterie con una semplice iniezione rappresenta una delle innovazioni più promettenti degli ultimi anni e potrebbe segnare l’inizio di una nuova era per la tecnologia dell’accumulo energetico, delineando una prospettiva di batterie quasi immortali con una vita utile di decine di migliaia di cicli di ricarica.