Tecnologie innovative

Materie prime, alternativa al cobalto individuata da ricercatori giapponesi

Un team di ricercatori dell'Università di Tokyo ha testato una valida alternativa al cobalto per la realizzazione di batterie agli ioni di litio

lunedì 23 ottobre 2023 - Franco Metta

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Se certamente gli eventi geopolitici da due anni a questa parte hanno contribuito a rimescolare le carte per quel che concerne l’approvvigionamento e il mix energetico di Europa e Italia in particolare, la guerra commerciale tra Usa e Cina, meno visibile di quella in Ucraina o a Gaza, ha portato all’aumento dei prezzi delle materie prime e in particolare a quelle necessarie per la transizione ecologica.

È notizia di questi giorni per esempio, il blocco da parte della Cina dell’export di grafite, un materiale indispensabile alla produzione di auto elettriche in risposta al blocco di export di chip da parte Usa.

Anche per queste ragioni i ricercatori dei Paesi più industrializzati sono alla ricerca di soluzioni per individuare alternative valide che possano sostituire nei processi produttivi i materiali rari o meno diffusi, ed evitare al tempo stesso di creare nuove dipendenze nelle catene di valore da Paesi che ne detengono quasi il monopolio.

Non a caso un portavoce della Casa Bianca ha sottolineato la necessità di diversificare le supply chain per creare catene di rifornimento sicure, sostenibili e resilienti nei settori critici non solo per gli Usa ma anche per i partner e i Paesi alleati.

Dal Giappone arriva l’alternativa al Cobalto

Un team di ricercatori dell'Università di Tokyo, guidati dal professor Atsuo Yamada del Dipartimento di Ingegneria dei Sistemi Chimici, ha individuato una valida alternativa al cobalto per la realizzazione di batterie agli ioni di litio. L’esito della ricerca è stato pubblicato su Nature Sustainability. “Siamo lieti di segnalare – ha dichiarato Yamada - una nuova alternativa al cobalto utilizzando una nuova combinazione di elementi negli elettrodi, tra cui litio, nichel, manganese, silicio e ossigeno, tutti elementi molto più comuni e meno problematici da produrre e con cui lavorare”. I nuovi elettrodi e l'elettrolita non solo sono privi di cobalto, ma, secondo gli studiosi, migliorano anche la chimica delle batterie attuali. La densità energetica della loro batterie sarebbe superiore di circa il 60% al normale, il che potrebbe equivalere a una maggiore durata, e dovrebbero poter fornire 4,4 volt, rispetto ai circa 3,2-3,7 volt delle tipiche batterie agli ioni di litio. L’impatto di questa novità potrebbe essere ambientale, economico, sociale e tecnologico.

Inoltre, aspetto non poco sorprendente, le batterie testate in laboratorio sono state in grado di caricarsi e scaricarsi completamente per oltre 1.000 cicli (in pratica tre anni di pieno utilizzo e ricarica), perdendo solo circa il 20% della loro capacità di stoccaggio.

Cobalto, un minerale “da conflitto”

I maggiori paesi produttori al mondo di cobalto sono la Repubblica Democratica del Congo da cui proviene il 60% della produzione mondiale seguita da Cina, Zambia, Russia e Australia. Un reportage del Washington Post aveva denunciato come in Congo ogni anno muoiono migliaia di persone per l’estrazione del minerale. Apple, tra le poche aziende del settore ad attivarsi, già nel 2017 decise che il cobalto sarebbe stato trattato come un minerale “da conflitto”, come lo definì Paula Pyers, direttore senior per la responsabilità sociale. La società iniziò quindi a introdurre nei suoi prodotti minerali riciclati e proprio quest’anno ha annunciato che a partire dal 2025 utilizzerà il 100% di cobalto riciclato in tutte le batterie da lei progettate.

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