Auto elettriche
Le batterie al silicio aumenteranno ancora l’autonomia

Tutti i produttori di batterie lavorano senza sosta allo sviluppo di tecnologie innovative, sperimentando nuovi materiali con l’obiettivo di accorciare i tempi di ricarica e, al tempo stesso, rallentare la velocità con la quale si scaricano. Niente di sorprendente, anzi, un’esigenza che accomuna qualsiasi produttore di apparecchiature elettroniche, dagli smartphone ai computer portatili, fino ai veicoli elettrici. Ma cosa bolle in pentola?

Batterie al silicio. Uno dei materiali che sta riscuotendo maggiore interesse è il silicio – un elemento largamente disponibile in natura, addirittura secondo solo all’ossigeno –, già utilizzato nell’industria dei microchip da decenni, quindi tutt’altro che una scoperta recente. Cosa lo rende così interessante per le aziende che producono batterie? Secondo i ricercatori di Sila Nanotechnologies, il “Titan Silicon”, un nuovo materiale che hanno presentato recentemente, presenta delle caratteristiche che possono far aumentare l'autonomia di un veicolo del 20% e ridurre a soli 20 minuti quella che ora sarebbe un ricarica di 60 minuti. Non deve quindi sorprendere che anche un’azienda concorrente, Group14 Technologies, stia costruendo uno stabilimento negli Stati Uniti per la produzione della sua polvere di silicio-carbonio SCC55, mentre la Tesla già da anni sta valutando le potenzialità delle batterie al silicio.

Vantaggi e svantaggi. Una normale batteria agli ioni di litio ha l’anodo (ovvero la parte che, semplificando, rilascia gli elettroni) composto da grafite, ma il silicio può contenere più energia della grafite nello stesso spazio, candidandosi quindi a diventare il sostituto ideale. Il problema è che il silicio tende a espandersi e contrarsi durante l'uso, facendo degradare rapidamente la batteria. Una criticità non facile da risolvere, come ricordato dal ceo di Sila, Gene Berdichevsky: “Abbiamo trascorso più di un decennio in laboratorio, passando attraverso oltre 70 mila iterazioni di questo materiale”. Alla fine, però, hanno trovato la soluzione, con una tecnica che incapsula le particelle dell'anodo di silicio in una struttura capace di limitarne l'espansione.

Il debutto. Sila prevede di iniziare la produzione di massa del Titan Silicon entro la fine del 2024, in tempo per equipaggiare la EQG, prima declinazione elettrica dell’iconica fuoristrada Mercedes, la Classe G. Sarà quindi la Casa tedesca a portare al debutto le batterie al silicio, mentre entro i prossimi cinque anni si prevede di produrne a sufficienza per un milione di batterie. Ma la ricerca non si ferma qui: secondo il team di Sila, è possibile aumentare ancora del 40% l’autonomia degli accumulatori e addirittura portare i tempi di ricarica sotto i 10 minuti, risolvendo in un sol colpo una delle maggiori criticità delle auto elettriche. Dalla Corea rilanciano: secondo uno studio congiunto dell’Università di Sogang e di quella di Pohang, è possibile che gli anodi di silicio abbiano ancora enormi margini di sviluppo: si parla addirittura di un aumento di dieci volte dell'autonomia di un veicolo elettrico, una vera rivoluzione, tanto che la Neo Batteries, un’azienda coreana, si è affrettata a depositare ben sei brevetti che riguardano proprio le batterie al silicio.

In corsa anche Zuffenhausen. Pure la Porsche crede in questa tecnologia: figura infatti tra gli investitori di Group14, che ha già una fabbrica in Corea realizzata in joint-venture con il produttore di batterie SK. “La domanda è già superiore a quella che possiamo sostenere” ha dichiarato Rick Luebbe, ceo di Group14. Ma non sarà una rivoluzione immediata: si calcola che ci vorranno almeno dieci anni prima che il silicio sostituisca la grafite come componente principale.