Innovazione per la mobilità elettrica e smart-grid: nuove batterie calcio-ione
Progetto ACTEA, ENEA e Sapienza Università di Roma metteranno a punto le nuove batterie calcio-ione.
Le nuove batteria calcio-ione in alternativa a quelle litio-ione per applicazioni nella mobilità elettrica e per lo stoccaggio di energia nelle smart grid.
Efficienza, sostenibilità e sicurezza
Il team di ricercatori si propone di sviluppare sistemi di accumulo elettrochimico di nuova generazione caratterizzati da bassi costi di produzione e standard sempre più elevati di efficienza, sostenibilità e sicurezza, aprendo la strada a una nuova filiera industriale lungo l’intero ciclo del valore, dalla produzione di materie prime al riciclo di componenti esausti a fine vita.
“La tecnologia calcio-ione è ancora ai primi stadi di sviluppo e l’obiettivo è quello di contribuire a una migliore comprensione del suo funzionamento anche se, in linea di principio, i processi elettrochimici che stanno alla base sono analoghi a quelli delle batterie litio-ione dove, però, il calcio sostituisce il litio nel ruolo di shuttle, ossia di portatore della carica elettrica”, spiega Laura Silvestri, ricercatrice del Laboratorio Accumulo di energia, batterie e tecnologie per la produzione e l’uso dell’idrogeno del Dipartimento tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell’ENEA.
La Ricerca
Il progetto si muove in ambiti pressoché inesplorati, ma i vantaggi chiave sono già ben chiari: l’utilizzo del calcio è un’opzione promettente per migliorare le densità energetiche delle batterie riducendo al contempo i costi di produzione grazie al basso costo della materia prima e, soprattutto, alla sua abbondanza sulla crosta terrestre. “Attraverso lo sviluppo di tecnologie di accumulo elettrochimico calcio-ione sarà possibile risolvere le principali criticità legate all’approvvigionamento, alla sicurezza e ai costi di produzione. Non solo: si disporrà di un’alternativa ecosostenibile ai sistemi litio-ione, una tecnologia di accumulo matura che ha quasi raggiunto il limite teorico delle sue prestazioni”, aggiunge Silvestri.
Metodologia Progettuale
ACTEA adotta una metodologia progettuale che si focalizza sullo sviluppo di processi e materiali con un ridotto impatto ambientale e sull’impiego di elementi molto comuni quali il ferro, il silicio o il titanio (oltre al calcio), attraverso la minimizzazione dell’uso di materie prime tossiche e critiche come, ad esempio, il cobalto e il litio. “Questa strategia potrebbe declinare in modo innovativo e sostenibile lo scenario di una transizione da un paradigma tecnologico ad alto impatto ambientale (batterie litio-ione) ad uno nuovo più green (batterie calcio-ione). Inoltre, l’introduzione del calcio e dei materiali ad esso correlati nella catena del valore delle batterie aprirebbe un nuovo mercato per tutti i produttori di materie prime tradizionali”, conclude Giulia Monteleone, responsabile della Divisione ENEA di Produzione, storage e utilizzo dell’energia del Dipartimento tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell’ENEA.
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