Le batterie del futuro? Intelligenti e autoriparanti per un mercato che varrà 250 miliardi l’anno

Anche il Politecnico di Torino nel progetto europeo «Battery 2030+» e per il 2020 un nuovo Master

Intelligenti, autoriparanti, sostenibili, complesse ma più sicure: le batterie del futuro potrebbero essere molto diverse da come oggi le conosciamo. 

I sistemi di accumulo dell’energia ricopriranno un ruolo sempre più cruciale per la completa decarbonizzazione del sistema elettrico e termico. Il passaggio dai combustibili fossili all’uso di energia proveniente da fonti rinnovabili non può non prevedere lo sviluppo di avanzate tecnologie di stoccaggio energetico, come sistemi di storage e batterie. Tanto che, secondo l’European Institute of Innovation and Technology, nel 2025, il business per la realizzazione delle celle per le batterie agli ioni di litio nel Vecchio Continente varrà 250 miliardi l’anno. Anche se oggi il mercato vede primeggiare i Paesi asiatici, maggiori produttori dei sistemi di accumulo, l’Europa non è rimasta a guardare e ha avviato il progetto di ricerca Battery 2030+ di cui fa parte anche il Politecnico di Torino, unico partner italiano.

Che cos’è Battery 2030+ 

Partito lo scorso marzo, Battery 2030+ è un progetto di ricerca a lungo termine della durata di dieci anni che coinvolge 17 partner (tra università, centri di ricerca e associazioni industriali) in nove Paesi europei con l’obiettivo di studiare e mettere a punto le batterie del futuro, fornendo tecnologie all’avanguardia all’industria europea.

«Si tratta di una ricerca avanzata che non prevede una commercializzazione nel breve periodo - ha spiegato la professoressa Silvia Bodoardo, responsabile del progetto per l’ateneo torinese - l’obiettivo è fare ricerca e innovazione in modo tale da superare i Paesi asiatici che nell’ambito della commercializzazione delle batterie agli ioni di litio sono più forti, perché il 95 per cento della produzione è asiatica».

Le batterie del futuro

L’iniziativa ha già raggiunto i primi traguardi. 

«Abbiamo scritto delle roadmap per il futuro del settore che verranno rese pubbliche il prossimo 21 novembre a Bruxelles - ha aggiunto la docente - i documenti sono frutto di una consultazione pubblica che ha tenuto conto delle osservazioni che sono arrivate dal mondo scientifico».

A questo si aggiunge la stesura di alcuni bandi per gli «accumulatori smart del futuro».

«Tre sono ancora aperti e si chiuderanno a gennaio - ha detto Bodoardo -  l’idea è quella di lavorare a una piattaforma di accelerazione che grazie a un sistema robotizzato ci aiuterà a individuare nuovi materiali a cui oggi non abbiamo ancora pensato». Tra questi, ad esempio, lo zolfo che è più facile da reperire ed economico, oppure le batterie litio-aria. 

«L’altro bando riguarda gli elettrodi self-healing, capaci di ripararsi da soli e quindi in grado di poter contribuire ad allungare la vita delle batterie - ha continuato - e infine la possibilità d’inserire dei sensori direttamente dentro le celle dei sistemi di accumulo. Questi ultimi, a contatto con gli elettrodi, consentirebbero di avere una mappatura precisa della distribuzione della temperatura, della pressione e della composizione chimica e permetterebbero di monitorare ciò che avviene all’interno della batteria e prevenire anomalie».

Non solo batterie per veicoli elettrici

Le batterie sono tra le tecnologie chiave per arrivare a una profonda decarbonizzazione del sistema energetico, in particolare nel settore dei trasporti con la mobilità elettrica che, seppur lentamente, comincia a prendere piede.

Infatti, come evidenziato dall’ultimo Smart Mobility Report dell’Energy and Strategy Group del Politecnico di Milano, nel 2018, a livello mondiale, sono stati immatricolati quasi 2,1 milioni di veicoli elettrici, sia full electric (Battery Electric Vehicle, BEV) che ibridi plug-in (PHEV), registrando un aumento del 78 per cento rispetto al 2017. Un trend in crescita costante che ci si aspetta si confermi per il 2019: alla fine dell’anno si potrebbe toccare la soglia dei tre milioni di veicoli elettrici immatricolati. 

«Sicuramente il mondo dell’automotive è più sfidante - ha proseguito la professoressa Bodoardo - perché bisogna tenere conto di diversi fattori come la potenza delle batterie, i pesi, le masse e anche i volumi che devono essere contenuti. Il settore dell’auto trainerà lo sviluppo, ma credo che il vero business in futuro sarà quello dello stazionario, dei sistemi di stoccaggio per accumulare l’energia proveniente da fonti rinnovabili intermittenti».  

Nel prossimo futuro crescerà il bisogno di avere nuove generazioni di batterie ad altissime prestazioni, affidabili, sicure, sostenibili e convenienti. La competizione è già intensa, ma ancora aperta, per questo è importante anche investire nella formazione di coloro che progetteranno e svilupperanno queste tecnologie.

Al Politecnico di Torino il primo master europeo 

«C’è assolutamente bisogno di formare tecnici, chimici e ingegneri specializzati che sappiano progettare e costruire batterie all'avanguardia - ha detto la coordinatrice - e poi così si eviterebbe di reperire manovalanza in Asia».

Per questo, sempre nell’ambito del progetto europeo Battery 2030+, il Politecnico di Torino si prepara ad accogliere il primo master europeo dedicato ai sistemi di accumulo ed erogazione di energia.

«L’avvio del master è previsto tra un anno, entro al fine del 2020 - ha concluso la docente - e coinvolgerà anche le Università di altri Paesi tra cui Portogallo e Finlandia. Oltre alla teoria, il percorso di studi includerà molta pratica grazie alla presenza di partner industriali».