Energia
Dimitar Dilkoff/AFP via Getty Images 

Per fare una batteria ci vuole il legno. La cellulosa sfida gli ioni di litio

Nippon Paper vuole usare nanofibre ricavate dalla polpa di legno per creare supercondensatori più efficienti e con minore impatto ambientale. Ma secondo molti non sono e non saranno mai in grado di rivaleggiare con le batterie agli ioni di litio

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Utilizzare gli alberi per sviluppare un successore delle batterie agli ioni di litio per auto elettriche. È l’obiettivo dell’azienda cartaria giapponese Nippon Paper, che vuole usare le nanofibre di cellulosa - materiali dalle dimensioni ridottissime, ricavati dalla raffinazione della polpa di legno - per creare dei supercondensatori che possano accumulare e rilasciare energia con maggiore efficienza e minore impatto ambientale rispetto alle batterie esistenti.

 

Un progetto illuminato che ha messo Nippon Paper sotto i riflettori della comunità scientifica, tra chi ha elogiato l’iniziativa e chi l’ha definita irrealizzabile. “Dobbiamo muoverci più velocemente e collaborare con altre aziende per trovare usi pratici”, ha detto in un’intervista Toru Nozawa, amministratore delegato di Nippon Paper. 

I supercondensatori a base di nanofibre di cellulosa, o Cnf, potrebbero infatti “essere applicati per aree in cui vengono utilizzate batterie agli ioni di litio, come automobili e smartphone”. L’azienda mira ad avere un sistema pilota di accumulo di energia pronto per la dimostrazione all’Expo mondiale di Osaka nel 2025 e di commercializzare completamente la tecnologia entro un decennio.



Come funziona realmente il Cnf?  Mentre le batterie stoccano energia in forma chimica, i supercondensatori tengono gli elettroni in un campo elettrico. La differenza sta nel fatto che i supercondensatori sono l’ideale quando si tratta di rilasciare grandi quantità di energia in un tempo molto ristretto; le batterie agli ioni di litio, però, hanno una capacità di stoccaggio molto superiore.

E proprio su questa caratteristica è scoppiata la diatriba interna tra ricercatori e scienziati. Secondo Sam Jaffe, amministratore delegato di Cairn Energy Research Advisors: “Ci sono molte opportunità per i supercondensatori di continuare a crescere come tecnologia, ma si trovano in un segmento tecnologico completamente diverso rispetto alle batterie. I supercondensatori non sono e non saranno mai un concorrente delle batterie agli ioni di litio”.

Perché? I “conservatori” che elogiano la batteria a litio hanno dalla loro la sorprendente evoluzione tecnologica di tali prodotti. Le batterie agli ioni di litio stanno superando le precedenti limitazioni e, oltre a buone capacità di stoccaggio, offrono anche tempi di ricarica piuttosto brevi. Alcune tecnologie di batterie agli ioni di litio si ricaricano in trenta minuti; la casa automobilistica Volkswagen conta di arrivare perfino a dodici minuti circa.

Peccato invece per l’impatto che questo tipo di batteria ha sull’ambiente. Le macchine elettriche non inquinano, ma la loro maggiore diffusione, e con esse la crescita della produzione di batterie agli ioni di litio, potrebbe comportare a medio termine un peggioramento delle emissioni di CO2, ottenendo dunque un risultato opposto agli obiettivi per cui si sta attuando la transizione energetica. Una ricerca diffusa da Roskill - il colosso dell’analisi e della valutazione del mercato dei minerali - evidenzia infatti che l’aumento della domanda di litio potrebbe far triplicare (con le varie fasi di estrazione, produzione, trasporto e fabbricazione) entro il 2025 le emissioni di CO2 e addirittura farle crescere di un fattore sei entro il 2030.



La produzione delle batterie aumenta in media del 25% l’anno, e tra 10 o 15 anni ci sarà una drammatica quantità di batterie da smaltire. Infine, l’Unione Europea sta pensando ad una direttiva che obbligherà tutti i grandi produttori delle e-car a garantire il riciclaggio totale delle batterie. Per ora solo il 5% delle batterie sarebbero riciclate dai costruttori.

Mentre tra i sostenitori dei supercondensatori, Mikio Fukuhara, ricercatore presso la Tohoku University e collaboratore della Nippon Paper, ha offerto prove che i supercondensatori che utilizzano Cnf potrebbero essere utilizzati per immagazzinare grandi quantità di elettricità e avere una potenziale idoneità per l’elettronica portatile, il trasporto e lo stoccaggio di energia rinnovabile.

Ad oggi i supercondensatori si usano per esempio nei sistemi di backup della memoria dei computer portatili, oppure nel controllo del beccheggio dei motori delle turbine eoliche o nei sistemi di frenatura a recupero di alcuni veicoli ibridi e plug-in. Tuttavia, i supercondensatori nel tempo hanno saputo evolversi, mantenendo la promessa di creare sistemi di stoccaggio energetico che siano più rapidi nella ricarica, più sicuri e più indipendenti dai metalli critici come nichel e cobalto.