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Jul 10, 2023

Startup europee: penso che avremo bisogno di una batteria migliore

L’anno prossimo, un’azienda olandese inserirà un nuovo tipo di batteria in un drone e, se tutto andrà secondo i piani, quel drone potrà volare il 50% in più rispetto a quanto potrebbe fare con una batteria agli ioni di litio standard (Li-ion).

L’anno prossimo, un’azienda olandese inserirà un nuovo tipo di batteria in un drone e, se tutto andrà secondo i piani, quel drone volerà il 50% in più di quanto potrebbe fare con una batteria standard agli ioni di litio (Li-ion). Tempi di volo di quasi un'ora, diciamo, anziché 34 minuti. Il drone potenziato non sarà più pesante di prima e la nuova batteria sarà effettivamente più piccola di quella vecchia, nonostante offra più autonomia.

I droni ad ala fissa e multirotore sono solo l’inizio. LeydenJar punta anche ai veicoli elettrici e Tim Aanhane, lo sviluppatore aziendale dell'azienda, stima che le batterie dell'azienda potrebbero consentire a un'auto elettrica di raggiungere un'autonomia di 800 o 900 km, circa il doppio dell'attuale standard di mercato.

“L’industria delle batterie si sta muovendo rapidamente”, afferma Aanhane. La batteria di Leydenjar utilizza un anodo di silicio anziché di grafite. Questo componente, noto anche come elettrodo negativo, è il punto in cui le particelle caricate negativamente chiamate ioni perdono elettroni. Gli elettroni viaggiano quindi attraverso un circuito elettrico, fornendo corrente.

È solo una delle tante startup in Europa che lavorano per migliorare la tecnologia delle batterie. Un obiettivo chiave per molti in questo ambito sono le elevate densità di energia: batterie che offrono una potenza significativamente maggiore rispetto alle opzioni agli ioni di litio esistenti. Questo tende ad essere misurato in termini di quantità di energia disponibile in wattora (Wh) per unità di volume (litri, l) o massa (chilogrammi, kg).

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Con la ricerca e lo sviluppo sempre più avanti, soprattutto in paesi come la Cina, non c’è tempo da perdere. L’Europa deve inventare una tecnologia per le batterie davvero buona, in fretta, altrimenti dovrà affrontare il fatto di essere lasciata indietro.

LeydenJar, che ha un organico di oltre 70 persone e ad oggi ha raccolto finanziamenti per 100 milioni di euro, sta attualmente testando i suoi prototipi di batterie. Aanhane e i suoi colleghi progettano di aprire una grande fabbrica nei Paesi Bassi nel 2025. La produzione annuale del sito dovrebbe raggiungere i 100 megawattora di stoccaggio totale delle batterie, più o meno equivalenti al fabbisogno energetico di un massimo di 100.000 case.

"Il silicio come materiale può immagazzinare 10 volte la quantità di ioni di litio rispetto alla grafite", afferma Aanhane. Per la batteria nel suo complesso, ciò significa una resa fino al 70% in più di energia per litro: 1.350 Wh/l o 390 Wh/kg.

LeydenJar afferma di aver risolto un problema chiave che in passato ha ostacolato le batterie con anodi di silicio: il rigonfiamento eccessivo. Tradizionalmente, questi anodi si gonfiano notevolmente quando vengono caricati, riducendone la durata e rendendoli potenzialmente pericolosi. Per contrastare questo problema, LeydenJar realizza i suoi anodi facendo crescere minuscole colonne di silicio, spesse diversi micrometri, su un foglio di rame.

"C'è spazio tra loro", spiega Aanhane. "All'interno di queste colonne c'è anche porosità."

Questi spazi cruciali all'interno e intorno alle colonne di silicio significano che il rigonfiamento è per lo più contenuto all'interno del materiale stesso della batteria e il rigonfiamento della cella della batteria nel complesso è paragonabile a quello di una batteria con anodo di grafite, dice. Aanhane aggiunge che questo comportamento di rigonfiamento limitato appare stabile attraverso centinaia di cicli: il processo di ricarica e esaurimento ripetuto della batteria.

Ad oggi, LeydenJar ha testato le sue batterie per oltre 500 cicli circa e Aanhane suggerisce che mirano a spingersi oltre i 1.000 cicli. Un ulteriore vantaggio della tecnologia, dice, è che richiede molta meno energia per la produzione di quella necessaria per gli anodi di grafite, rendendola potenzialmente più rispettosa dell’ambiente. Inoltre, i test di sicurezza non hanno mostrato finora alcun rischio elevato di incendi o esplosioni, il che è una considerazione importante nello sviluppo di nuove tecnologie per le batterie.

Negli ultimi mesi, i produttori di batterie in Asia hanno pubblicizzato capacità più elevate all’orizzonte, con Gotion, per esempio, che sostiene che la sua nuova batteria Astroinno può fornire un’auto elettrica con 1.000 km di autonomia. CATL in Cina è un altro da tenere d’occhio; l’azienda afferma che la sua batteria da 500 Wh/kg potrebbe alimentare gli aerei elettrici del futuro. E Toyota, in Giappone, afferma che sta sviluppando una tecnologia per le batterie che potrebbe fornire l’incredibile autonomia di 1.500 km a un’auto elettrica entro il 2027.