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Alcuni ricercatori dell’UE hanno ideato una concezione all’avanguardia per batterie ricaricabili al biossido di zinco-manganese. Queste potrebbero alla fine diventare la fonte energetica preferita per lo stoccaggio delle energie rinnovabili e per i veicoli elettrici al posto di quelle agli ioni di litio.
Con il finanziamento dell’UE al progetto TT-Battery la start-up italiana Tuscan Tech ha superato con successo le principali barriere che impedivano alle batterie al biossido di zinco-manganese di diventare un’opzione valida per varie applicazioni. Le loro batterie ricaricabili avanzate non sono soltanto economiche ma anche facili da fabbricare a partire da materiali abbondanti. Il fatto che siano anche a prova di esplosione o incendio e che possano essere smaltite facilmente le sta rendendo un’alternativa sostenibile e più sicura alle batterie agli ioni di litio.
Una recente ricerca sulle batterie al biossido di zinco-manganese ha dimostrato che è possibile trasformarle da non ricaricabili in ricaricabili. È risaputo che esse possiedono una durata breve, perdendo velocemente la loro capacità di ricaricarsi, ma TT-Battery ha dimostrato che queste batterie possono essere migliorate per fare in modo che abbiano delle velocità di ricarica nettamente superiori.
“Abbiano identificato la giusta miscela di materie prime con carica veloce e funzionamento stabile dopo molte migliaia di cicli”, osserva Mario Bartolini, cofondatore e amministratore delegato di Tuscan Tech. Il dispositivo prototipo brevettato usa una soluzione elettrolitica acquosa contenente particelle di solfato di zinco. Questo risolve questioni quali il ciclo vitale limitato e il declino della capacità delle batterie al biossido di zinco-manganese.
Le innovazioni del progetto hanno portato alla progettazione di una batteria ricaricabile al biossido di zinco-manganese con un’elevata capacità di stoccaggio che eccede i 5 000 cicli di carica, pur mantenendo un effettivo 99 % della capacità iniziale. “La nostra TT-Battery ha le stesse prestazioni delle migliori batterie agli ioni di litio disponibili sul mercato. Essa può anche effettuare più cicli di ricarica rispetto alla batteria piombo-acido, pur avendo circa lo stesso costo nella produzione su larga scala”, aggiunge Bartolini. Inoltre, la tensione nominale è di 2 volt per cella e la densità energetica supera i 150 Wh/kg.
Un potenziale promettente sia per le applicazioni stazionarie che per quelle mobili
Si prevede che il mercato per lo stoccaggio delle batterie stazionarie avrà un boom nei prossimi anni. L’azienda di consulenza gestionale Boston Consulting Group riferisce che l’investimento globale potrebbe raggiungere i 35 miliardi di dollari entro il 2030. Nella sua relazione, la rinomata banca di investimenti Citigroup sembra più ottimista, prevedendo che il mercato globale per gli accumulatori (non includendo le batterie per autoveicoli) si impennerà fino a 240 GW e 400 miliardi di dollari entro lo stesso anno.
La TT-Battery è in grado di eliminare le strozzature che rappresentano ora delle barriere per le applicazioni stazionarie su larga scala. Oltre al suo potenziale per uno stoccaggio a lungo termine e il suo basso costo di produzione, la sua progettazione è semplice e contiene elettroliti non acidi. Un altro vantaggio chiave è che lo zinco è disponibile in quantità molto più abbondanti rispetto a piombo, nichel, cobalto e litio. La batteria inoltre non è infiammabile, corrosiva o esplosiva in nessuna condizione, e può essere riciclata con facilità.
TT-Battery ha dimostrato con successo che la loro progettazione della batteria ricaricabile al biossido di zinco-manganese può essere una fonte energetica alternativa valida agli ioni di litio. “Il mercato più promettente per la TT-Battery è quello dello stoccaggio stazionario dell’energia su scala media e grande, ma la nostra batteria a basso costo e alta densità energetica potrebbe soddisfare i bisogni della mobilità elettrica sicura con grandi autonomie in futuroT”, osserva Bartolini. La produzione su scala industriale potrebbe non essere facile all’inizio. Dopo più di 20 anni dalla commercializzazione delle batterie agli ioni di litio, i produttori stanno cercando di valutare i risparmi che esse offrono. Di conseguenza, non accoglieranno facilmente delle nuove concezioni della batteria, visto che la determinazione del ciclo di vita di un prodotto è un processo lungo.
