Le batterie al litio che sono ampiamente utilizzate nei dispositivi elettronici e nei veicoli elettrici, presentano una serie di problematiche non proprio secondarie. A partire dal fatto che la materia prima è spesso posizionata in Paesi in preda a instabilità politica e dalla difficoltà ad estrarlo senza provocare grandi danni ambientali. Senza contare un ciclo di vita limitata dal fatto che ad ogni ciclo di carica e scarica la sua capacità diminuisce. Di conseguenza, l’industria automobilistica è spinta a cercare alternative in grado di bypassare queste problematiche. In questo senso la notizia che arriva dagli Stati Uniti sembra prefigurare una nuova situazione, tale da spostare notevolmente i termini della discussione.
L’alternativa al litio può essere la batteria al nichel-idrogeno?
La società energetica tedesca RWE ha avviato un progetto pilota a Milwaukee, nel Wisconsin, teso a fornire una valutazione per quanto concerne l’efficienza e il potenziale delle batterie al nichel-idrogeno, una tecnologia che è stata sviluppata originariamente dalla NASA per la Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Gli alimentatori in questione, sono prodotti da EnerVenue e sono indicati con il nome di Energy Storage Vessels (ESV). A distinguerli è la capacità evidenziata, che va ad oltrepassare i 30mila cicli di carica e scarica. Un quantitativo tale da farne una soluzione leader per l’accumulo di energia a lungo termine, soprattutto nei progetti legati all’energia eolica e solare.
Il fatto che tale innovazione si proponga di risolvere le sfide associate alle batterie agli ioni di litio, tra cui i costi elevati, il raffreddamento complesso e i rischi di fuga termica, spingono però anche l’industria automobilistica a osservarne gli sviluppi con attenzione. Il motivo è facilmente intuibile ed è da ravvisare nel fatto che siano in grado di garantire un’alternativa più sicura e sostenibile alle prime.
Come funzionano le nuove batterie al nichel-idrogeno?
Le batterie al nichel-idrogeno per riuscire a funzionare utilizzano l’idrogeno come anodo e l’idrossido di nichel come catodo, dopo averli incapsulati in serbatoi ermetici. Il design concepito è a sua volta in grado di assicurare la sicurezza tramite una accorta gestione delle pressioni interne, riducendole ad un livello notevolmente inferiore rispetto ad altre tecnologie basate sull’idrogeno.
La nascita di queste batterie risale agli anni ’70, quando fu la NASA a vararle e utilizzarle. Molto costose in un primo momento, la svolta per un uso più diffuso è arrivata nel 2020, quando i costosi catalizzatori al platino sono stati sostituiti da una lega di nichel, molibdeno e cobalto. A promuovere tale cambiamento un docente di Stanford, il professor Yi Cui, che per tale via ha reso possibile l’apertura della nuova tecnologia al commercio.
Tra i maggiori vantaggi prefigurati dal loro utilizzo, spicca in particolare la straordinaria durata. Possono infatti arrivare ad un ciclo di vita trentennale, preservando l’86% della loro capacità iniziale. Inoltre sono operative anche a temperature estreme, che possono andare dai +60° ai -40°C. Dando quindi risposta ad un’altra problematica di non poco conto delle attuali batterie per EV.
Quali i difetti delle nuove batterie?
Sin qui i vantaggi offerti dalle nuove batterie al nichel-idrogeno. Sull’altro piatto della bilancia, però, occorre mettere alcuni difetti non proprio secondari. A partire da una densità energetica che è inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio, rendendo necessario un maggiore spazio per poter raggiungere capacità raffrontabili, con quello che può conseguirne a livello di design.
Senza contare che i costi di produzione sono ancora più alti rispetto a quelli che caratterizzano le batterie al litio. Considerata la necessità di trovare prodotti più convenienti, il problema dei costi potrebbe in effetti rivelarsi uno scoglio molto arduo da superare per questo genere di alimentatori.
Per quanto concerne il progetto messo in campo da RWE, il suo obiettivo è quello di riuscire a convalidarne le prestazioni in condizioni reali, valutandone la durata, le caratteristiche di carica e scarica e la capacità di cicli ripetuti. I risultati di questi test dovranno contribuire al miglioramento della tecnologia e alla sua implementazione in progetti di energia rinnovabile su larga scala. E proprio per questo sono osservati con molta attenzione.
