Gli Stati Uniti si avviano verso la costruzione di batterie per veicoli elettrici in casa

Gregorio Barbiere

La storia della scienza delle batterie è piena di cortocircuiti, esplosioni e, occasionalmente, storie di redenzione. Una di queste è la storia della batteria al litio-ferro-fosfato.

LFP, come è noto, (la "F" si riferisce al nome latino del ferro) è stato scoperto come un buon materiale per batterie nel laboratorio di John Goodenough dell'Università del Texas. Era (ed è, a 99 anni) un leggendario scienziato delle batterie, noto soprattutto per aver progettato il catodo (la struttura cristallina che cattura e rilascia gli ioni di litio mentre la batteria si carica e si abitua) che ha portato alla prima batteria commerciale agli ioni di litio nel 1991. LFP, arrivato qualche anno dopo, sembrava avere molti vantaggi rispetto al suo predecessore. Il catodo era stabile e duraturo e potenzialmente adatto ad alimentare le auto elettriche. E a differenza del precedente catodo di Goodenough, non dipendeva dal cobalto, un metallo relativamente costoso, ma piuttosto dal ferro comune.

Ma quando Venkat Srinivasan iniziò a lavorare sulla LFP come postdoc all’inizio degli anni 2000, i suoi consiglieri gli suggerirono di pensare a fare qualcos’altro. "Hanno detto: 'Perché ti preoccupi di questa cosa?'", ricorda. Nonostante tutte le sue promesse, la LFP non sembrava avere un futuro brillante. Il governo stava cercando di coltivare un’industria delle batterie LFP insieme a un nuovo mercato per le auto elettriche, investendo denaro nella causa. Ma le auto elettriche non stavano decollando così rapidamente come sperato, quindi c’era a malapena un mercato per le batterie per alimentarle. Nel frattempo, l’LFP veniva superato da nuove ricette di batterie che combinavano il cobalto con il nichel per accumulare più energia.

Quanto è strano allora che 20 anni dopo la LFP sia ovunque. Grazie a Elon Musk. Nell’ultimo anno, il CEO di Tesla ha annunciato un importante passaggio alla chimica delle batterie più vecchia, una necessità, in gran parte, perché le batterie sono ora così richieste che l’industria è diretta verso un burrone nell’offerta di materiali composti in gran parte da nichel e cobalto. . Il partner di Tesla in questa impresa è CATL, il grande produttore di batterie in Cina, dove la tecnologia è stata migliorata nel corso degli anni ed è fiorita silenziosamente, migliorando al punto che le batterie LFP possono ora alimentare adeguatamente una berlina familiare. Come la maggior parte dei principali prodotti chimici catodici ancora in uso oggi, la batteria è stata sviluppata in un laboratorio statunitense o europeo, ma il suo futuro è esattamente in Cina, che oggi produce il 90% delle celle delle batterie LFP, secondo Benchmark Minerals. Per gli Stati Uniti, “LFP è un’occasione persa”, afferma Srinivasan.

Srinivasan, che ora è a capo del Centro collaborativo per la scienza dell'immagazzinamento dell'energia dell'Argonne National Lab, guida un'iniziativa del governo statunitense intesa a prevenire simili errori. Chiamato Li-Bridge, il programma è stato creato questo autunno dopo che l’amministrazione Biden ha fissato l’obiettivo di rendere elettrico il 50% delle vendite di auto nuove. L’amministrazione ha affermato che gli Stati Uniti stanno investendo troppo nella tecnologia delle batterie che potrebbe provenire solo dall’estero, in particolare dalla Cina. Le case automobilistiche temono anche una situazione simile all’attuale crisi della fornitura di microchip, che le sta costringendo a lottare disperatamente per essere in prima fila quando i nuovi chip escono dalla linea. "L'ultima cosa che voglio fare è negoziare con le nazioni asiatiche per garantire la fornitura", ha avvertito Robert Schilp, direttore degli acquisti di veicoli elettrici della Ford, in una conferenza il mese scorso. "Dobbiamo portarlo qui." In caso contrario, ciò significa che le case automobilistiche statunitensi potrebbero finire per vendere meno veicoli elettrici di quelli desiderati dai clienti.

Ci sono segnali che indicano che l’industria delle batterie sta dando ascolto al proprio avvertimento. Il mese scorso, GM e Posco Chemicals, una società coreana di materiali catodici, hanno annunciato il progetto di costruire una fabbrica statunitense per produrre materiali catodici. In Europa, dove l’industria delle batterie non è molto più avanti, la Volkswagen ha stretto una partnership con l’azienda belga di materiali Umicore. A settembre, Redwood Materials, un'azienda forse meglio conosciuta per il riciclaggio dei materiali delle batterie, ha annunciato che stava entrando anche nel business della produzione di catodi con l'intenzione di costruire una fabbrica negli Stati Uniti che produrrà abbastanza catodi per 5 milioni di veicoli elettrici entro il 2030. All'inizio, Srinivasan dice: “Ogni annuncio fatto è fantastico. Adesso ne servono solo altri 20”.