Finalmente una batteria senza Litio che funziona davvero: arriva il sistema Alluminio-Grafite

Mentre il mondo si accapiglia per le terre rare, il progetto INNOBATT svela il primo sistema completo basato su materiali poveri e riciclabili. Potenza pura per la rete elettrica, senza dipendere da Pechino.

Mentre l’Europa continua a interrogarsi nervosamente sulla propria dipendenza strategica dal litio e dai fornitori asiatici, dai laboratori tedeschi arriva una notizia che potrebbe cambiare le carte in tavola. Non stiamo parlando della solita cella sperimentale grande come un francobollo che funziona solo il martedì in condizioni di vuoto spinto, ma di un sistema completo e funzionante.

Il Fraunhofer IISB (Istituto per i Sistemi Integrati e la Tecnologia dei Dispositivi), insieme ai partner del consorzio INNOBATT, ha presentato il primo dimostratore di sistema batteria basato sulla tecnologia Dual-Ion Alluminio-Grafite (AGDIB). In parole povere: una batteria fatta con materiali che costano poco, si trovano ovunque e non richiedono miniere in paesi geopoliticamente instabili.

Addio litio, benvenuto alluminio

La vera novità non è la chimica in sé, nota da tempo, ma il fatto che sia stata scalata fino a diventare un modulo funzionante in uno scenario realistico. Fino ad oggi, le tecnologie “post-litio” rimanevano spesso confinate ai test di laboratorio. Il dimostratore INNOBATT, invece, integra celle pouch reali in un sistema gestito elettronicamente, pronto per essere testato sulla rete.

Ecco i punti di forza di questa tecnologia che potrebbero far sorridere anche i più scettici analisti economici:

• Materiali Poveri: Utilizza alluminio e grafite. Niente cobalto, da miniere che sfruttano i lavoratori, niente litio costoso.

• Potenza da Vendere: Non è una batteria per fare 1000 km con un’auto (la densità energetica è inferiore al litio), ma è un mostro di potenza. Può caricarsi e scaricarsi a velocità impressionanti (fino a 10C), ideale per stabilizzare la rete elettrica in millisecondi.

• Sicurezza e Riciclo: È intrinsecamente più sicura e progettata per essere riciclata senza l’uso di chimici tossici, superando persino le attuali normative UE.

Schema di funzionamento delle nuove batterie alluminio grafite

Non solo chimica: il “cuore” quantistico

Poiché siamo in Germania e le cose o si fanno bene o non si fanno, il sistema non è solo un pacco di batterie legate insieme. Il modulo include un BMS (Battery Management System) wireless basato sulla piattaforma open source foxBMS® e, ciliegina sulla torta, un sensore di corrente quantistico.

Questo sensore, basato su centri di vacanza di azoto (NV) nel diamante, permette di misurare correnti con una precisione chirurgica su un intervallo di cinque ordini di grandezza. Significa poter gestire sia le piccole correnti di standby che le enormi scariche di potenza necessarie per evitare i blackout, il tutto con una risoluzione mai vista prima.

A cosa serve davvero?

Non aspettatevi di trovarla domani nel vostro smartphone. La vocazione della AGDIB è la stabilizzazione della rete (Grid Stabilization). Con l’aumento delle rinnovabili intermittenti (sole e vento), la rete elettrica ha bisogno di “polmoni” capaci di assorbire o rilasciare energia violentemente e in tempi brevissimi per mantenere la frequenza stabile. Questa batteria è nata esattamente per questo: fare il “lavoro sporco” di bilanciamento che le batterie al litio soffrono a lungo andare.

Specifiche Tecniche del Dimostratore

Il prototipo costruito dal consorzio INNOBATT (finanziato dal Ministero Federale BMFTR nel programma “Batterie2020Transfer”) presenta queste caratteristiche:

È un passo avanti concreto verso l’indipendenza tecnologica europea. Mentre altri fanno proclami, a Erlangen hanno costruito una batteria che funziona, non prende fuoco e si può riciclare con un cacciavite e poco più. Scusate se è poco.

Domande e risposte

Questa batteria sostituirà quelle al litio nelle auto elettriche?

Probabilmente no. La tecnologia Alluminio-Grafite (AGDIB) eccelle nella densità di potenza (velocità di carica/scarica) ma ha una densità energetica inferiore rispetto al litio. Significa che, a parità di peso, immagazzina meno energia. È ideale per applicazioni stazionarie come la stabilizzazione della rete elettrica, dove serve scambiare energia velocemente, ma non per garantire lunghe autonomie ai veicoli, dove il peso e lo spazio sono vincoli critici.

Perché si parla di “indipendenza” con questa tecnologia?

Le attuali batterie dipendono da materie prime critiche come litio, cobalto e nichel, le cui catene di fornitura sono dominate da pochi paesi (soprattutto la Cina) e soggette a volatilità dei prezzi. L’alluminio e la grafite sono materiali estremamente comuni, economici e disponibili ovunque. Sviluppare sistemi basati su questa chimica permette all’Europa di ridurre la dipendenza geopolitica dalle importazioni di metalli rari e strategici.

Il sensore “quantistico” è solo marketing o serve davvero?

Serve davvero. Nelle applicazioni di rete, le correnti possono variare drasticamente, passando da pochi ampere a picchi enormi in frazioni di secondo. I sensori tradizionali faticano a mantenere la precisione su un intervallo così ampio (cinque ordini di grandezza). Il sensore a diamante basato su centri NV offre un’accuratezza estrema sia su correnti minime che massime, permettendo al sistema di gestione (BMS) di monitorare lo stato di carica e salute della batteria con una precisione impossibile per i sensori standard.

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