La ricerca sulle batterie delle auto elettriche è in costante fermento sia sulla sottoscrizione di partnership strategiche tra i vari marchi sia per l’investimento in nuove tecnologie e la ricerca di alternative più economiche e sostenibili. Una delle soluzioni più promettenti in questo senso è quella del ricorso al manganese che, se confermasse le aspettative e le previsioni, potrebbero rivoluzionare l’intera industria dei veicoli elettrici.
Speranze e criticità sull’uso del manganese nelle batterie
Il progresso tecnologico delle batterie è per molti aspetti l’elemento cruciale che determina il successo dell’intero settore automotive. Questo perché dalla capacità tecnologica delle batterie dipende l’efficienza delle auto, la loro autonomia e i tempi di ricarica. Fino a oggi il cobalto e il nichel hanno letteralmente dominato il mercato ma non sono da escludere diverse novità per il futuro.
C’è innanzitutto un problema legato al costo elevato del nichel e del cobalto ma anche un non trascurabile impatto ambientale e sociale estremamente critico. Bisogna poi considerare come sul lungo periodo crescendo la richiesta di auto elettriche bisognerà inevitabilmente trovare soluzioni più rispettose dell’ambiente. E in questo senso il manganese può essere una soluzione. Sia perché è abbondante in natura sia perché è più povero rispetto al cobalto e al nichel. Il suo utilizzo, quindi, potrebbe ridurre i costi di produzione ma anche la dipendenza da risorse limitate andando a migliorare la sostenibilità dell’intera filiera per la produzione delle batterie.
Di per sé l’innovazione introdotta dall’uso del manganese non è nuova, ma nuovo è il progresso cui oggi si è finalmente riusciti ad arrivare. I ricercatori, infatti, hanno iniziato a lavorare per migliorare la resa del diossido di litio-manganeso (LiMnO2) che è un materiale che può essere utilizzato come elettrodo positivo. Il problema è legato alle prestazioni che al momento sono ostacolate da limitazioni strutturali. Un recente studio può rappresentare una svolta significativa in quanto si è scoperto il modo per migliorare le prestazioni del LiMnO2.
Sintesi del LiMnO2 in una struttura monoclinica, sono riusciti ad attivare una transizione strutturale che migliora significativamente le sue prestazioni come elettrodo. In questo modo si è riusciti anche a ottenere una densità energetica maggiore superando quella dei materiali basati sul nichel.
L’altro aspetto interessante delle batterie al manganese è la capacità di questo materiale di supportare carichi rapidi. Bisogna anche considerare come il degrado della tensione che si verifica con il passare del tempo e che determina una riduzione delle prestazioni delle batterie non avviene con la struttura nanometrica del LiMnO2.
Tanti gli aspetti positivi ma restano anche diverse criticità. La più importante è forse quella legata alla dissoluzione del manganese. Questo fenomeno si verifica come conseguenza dei cambiamenti di fase del materiale e delle reazioni con le soluzioni acide. I ricercatori hanno proposto diverse soluzioni come l’utilizzo di elettroliti altamente concentrati e rivestimenti di fosfato di litio che potrebbero mitigare o addirittura prevenire questo fenomeno.
Le ricerche sono comunque in corso e già questa è una buona notizia. L’obiettivo è quello di prevedere la produzione industriale e la commercializzazione di questa tipologia di batterie. Qualora si riuscisse a raggiungere questo risultato il settore automotive potrebbe andare incontro a una vera e propria rivoluzione.