Rivoluzione delle batterie verdi: materiali avanzati per un futuro sempre più sostenibile

La ricerca di materiali avanzati e sostenibili per le batterie sta portando alla creazione di una nuova generazione di batterie verdi. Un ambizioso progetto italiano chiamato ORANGEES, del valore di 4 milioni di euro, vede la collaborazione tra diverse istituzioni, tra cui il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), l’ENEA, il Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali, l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Ricerca sul Sistema Energetico (RSE) e Standex International Corp.

Alessandra Di Blasi, ricercatrice presso l’Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia ‘Nicola Giordano’ del CNR e responsabile scientifico di ORANGEES, spiega che l’obiettivo del progetto è contribuire al raggiungimento degli obiettivi energetici stabiliti a livello comunitario e recepiti dall’Italia attraverso il Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima (PNIEC), che è stato aggiornato in seguito alle recenti crisi geopolitiche.

Il progetto si propone di promuovere l’innovazione, la sostenibilità e nuove opportunità di business nei settori emergenti del mercato delle batterie elettrochimiche. Le attività di ricerca si concentrano sullo studio di nuovi materiali ottenuti da scarti dell’industria agroalimentare, come caseina, siero del latte, cheratina, fico d’India e cellulosa.

L’obiettivo principale è validare l’utilizzo di questi materiali per migliorare le prestazioni elettrochimiche delle batterie e rendere le batterie più sostenibili riducendo l’uso di materiali inorganici come litio e cobalto, che sono considerati materie prime critiche dall’Unione Europea. L’ENEA si occupa della selezione di scarti e sottoprodotti naturali e li utilizza come materie prime per la produzione di membrane ed elettrodi green.

Mariasole Di Carli, ricercatrice del Laboratorio ENEA Accumulo di energia, batterie e tecnologie per la produzione e l’uso dell’idrogeno e responsabile del progetto per l’Agenzia, spiega che questo approccio mira a ridurre le problematiche legate allo smaltimento delle batterie e a creare nuove sinergie industriali in linea con i principi dell’economia circolare. I materiali più promettenti saranno testati attraverso simulazioni al computer, analisi del ciclo di vita e test sperimentali in collaborazione con Standex International Corp, al fine di valutare le prestazioni elettrochimiche finali.

Il progetto ORANGEES è suddiviso in cinque linee di ricerca, di cui tre si concentrano sullo studio dei materiali utilizzati per i componenti delle batterie e dei supercondensatori, al fine di migliorare le prestazioni, ridurre i costi, l’impatto ambientale e promuovere l’economia circolare.

La prima linea di ricerca mira alla realizzazione di componenti ibridi per ridurre i costi mantenendo alte prestazioni e migliorando l’efficienza di accumulo e la sicurezza attraverso lo sviluppo di elettroliti semi-solidi.

La seconda linea di ricerca si concentra sullo studio di composti organici per sostituire i materiali attualmente utilizzati nei sistemi di accumulo al fine di mantenere le prestazioni delle batterie elettrochimiche tradizionali, riducendo l’impatto ambientale lungo l’intera catena produttiva.

La terza linea di ricerca si focalizza sui materiali organici ottenuti dal riutilizzo di scarti industriali al fine di individuare soluzioni green facilmente reperibili e promuovere una gestione sostenibile delle risorse. Attualmente, le batterie agli ioni di litio dominano il mercato dei dispositivi elettronici portatili e dei sistemi di autotrasporto elettrico/ibrido.

Tuttavia, negli ultimi dieci anni, la domanda di litio è aumentata rapidamente, mettendo a rischio la disponibilità di questa materia prima. Il progetto ORANGEES mira a contribuire all’evoluzione delle tecnologie delle batterie verso soluzioni sostenibili e a basso costo, riducendo la dipendenza da materiali critici e migliorando l’impatto ambientale dei sistemi di accumulo elettrochimico.

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