Il premio dell’Accademia Svedese va ai chimici che hanno permesso di sviluppare la tecnologia alla base dei moderni accumulatori. A vantaggio di tutti

Il 9 ottobre 2019 resterà nella storia per tre nomi: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino. Ogni volta che attiviamo lo schermo del telefono, che accendiamo il portatile sul treno oppure ci accomodiamo nell’auto elettrica, un piccolo ringraziamento va anche a loro.

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Il motivo è in una ricerca durata circa mezzo secolo che ha portato a sviluppare le moderne batterie al litio. Le stesse che troviamo anche nei nostri più avanzati sistemi di storage.

La storia delle batterie al litio inizia negli anni Settanta con la crisi petrolifera globale e la spinta a trovare un’alternativa alle fonti fossili. L’allora giovane ricercatore inglese Stanley Whittingham (oggi 78 anni) mette a punto una batteria che ha come anodo litio metallico e come catodo il disolfuro di titanio. L’energia immagazzinata nell’anodo e rilasciata con il movimento degli elettroni tra i due elettrodi si accumula nel catodo. 

La cosa più interessante era (ed è) proprio nella possibilità di riportare indietro gli elettroni con la ricarica e ripristinare quindi il flusso, per un numero di volte elevatissimo.  Whittingham scopriva così le grandi potenzialità di questa batteria, che però presentava ancora grossi difetti per via della pericolosità del litio metallico e per la ridotta potenza.

Se utilizzate con un ciclo di carico e scarico quotidiano, la vita media della batteria al litio tocca i 15 anniGoodenough sostituisce il catodo: utilizzando al posto del disolfuro di titanio l’ossido di cobalto, la potenzia enormemente. Akira Yoshino, a metà degli anni Ottanta, invece lavora sull’anodo utilizzando il coke petrolifero, molto più sicuro.
La batteria al litio è così pronta per diventare un prodotto commerciale e, in pochi anni, i suoi utilizzi si moltiplicano, dando vita alla generazione dei portatili, prima, e quindi - dagli anni Duemila - degli smartphone.
Tutto però era partito dall’energia e dalla ricerca di fonti alternative alle fossili e proprio in questo ambito potevano essere sviluppate le applicazioni più interessanti e rivoluzionarie. Così è stato. Le batterie al litio nei sistemi di storage sono quelle che ad oggi offrono prestazioni più elevate e maggiore durata nel tempo: il loro utilizzo è uno dei pilastri della mobilità elettrica e della generazione distribuita.

Con una batteria al litio inserita in un impianto ben progettato è possibile raddoppiare la nostra quota di autoconsumo che dal 40/45% arriva a toccare il 70/80%. Antonello Ceci, Asset & Project Manager Operation di Evolvere

"Una maggiore capacità di accumulo, un elevato numero di cicli di ricarica e una profondità di scarica (DoD - Depth Of Discharge) ormai superiore al 90%, ci permettono di coprire buona parte dei consumi domestici. Nel prossimo futuro, con la nascita delle smart grid, incrementeranno la nostra capacità di scambiare energia in rete”.

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Evolvere utilizza il nuovo sistema di accumulo agli ioni di litio REACT 2 sviluppato dall’azienda italiana ABB. Dotato di una capacità di accumulo da 4 a 12 kWh, ha tra le sue caratteristiche più importanti proprio il valore della profondità di scarica (DoD) che arriva al 95%.   

REACT 2 però ha anche altre peculiarità che la rendono un prodotto all’avanguardia.

"È modulare e questo permette di aumentare la capacità di storage dell'impianto secondo le nostre esigenze. Può essere disaccoppiata rispetto all’inverter, per sfruttare più efficacemente gli spazi. Può essere installata anche su vecchi impianti aumentandone la capacità, nell’ottica di un’operazione di retrofit”.

La batteria è un elemento centrale dell’impianto e deve essere monitorata con attenzione.

“Il suo stato viene analizzato costantemente dal nostro hub digitale domestico che, attraverso l’energy metering, ci permette di distribuire i carichi nel modo migliore”.

Da non sottovalutare anche l’ambito della sicurezza.

“Una batteria ben gestita può diventare una riserva di energia nel momento del bisogno, attivando ad esempio le luci di emergenza in caso di blackout”.

Garantite dieci anni, con operazioni di smontaggio e smaltimento compreso nel prezzo di acquisto, le batterie al litio possono in realtà durare molto più a lungo.

“Se utilizzate in maniera corretta, con un ciclo di carico e scarico quotidiano, la vita media tocca i 15 anni”.

Veri e propri numeri da Nobel.