[In futuro, la densità energetica delle batterie al litio potrebbe raggiungere da 1,5 a 2 volte quella attuale, il che significa che le batterie diventeranno più piccole.]
[La riduzione dei costi delle batterie agli ioni di litio può variare al massimo tra il 10% e il 30%. È difficile dimezzarne il prezzo.]
Dagli smartphone alle auto elettriche, la tecnologia delle batterie si sta gradualmente infiltrando in ogni aspetto della vita. Quindi, in quale direzione si svilupperà la batteria del futuro e quali cambiamenti porterà alla società? Con questi interrogativi in mente, il giornalista di First Financial ha intervistato il mese scorso Akira Yoshino, uno scienziato giapponese che quest'anno ha vinto il Premio Nobel per la Chimica per le batterie agli ioni di litio.
Secondo Yoshino, le batterie agli ioni di litio continueranno a dominare il settore nei prossimi 10 anni. Lo sviluppo di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale e l'Internet delle cose porterà cambiamenti "impensabili" alle prospettive di applicazione delle batterie agli ioni di litio.
Un cambiamento inimmaginabile
Quando Yoshino venne a conoscenza del termine "portatile", comprese che la società aveva bisogno di una nuova batteria. Nel 1983, in Giappone, nacque la prima batteria al litio al mondo. Yoshino Akira realizzò il primo prototipo al mondo di batteria ricaricabile agli ioni di litio e darà un contributo eccezionale allo sviluppo delle batterie agli ioni di litio, ampiamente utilizzate in futuro negli smartphone e nei veicoli elettrici.
Il mese scorso, Akira Yoshino ha dichiarato in un'intervista esclusiva a No. 1 Financial Journalist che, dopo aver appreso di aver vinto il Premio Nobel, "non provava vere emozioni". "Le interviste successive mi hanno tenuto molto occupato e non riuscivo a essere troppo felice", ha affermato Akira Yoshino. "Ma con l'avvicinarsi del giorno della premiazione a dicembre, la realtà del premio si è fatta più concreta".
Negli ultimi 30 anni, 27 giapponesi o studiosi giapponesi hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica, ma solo due di loro, tra cui Akira Yoshino, hanno ricevuto il premio come ricercatori aziendali. "In Giappone, i premi vengono generalmente assegnati a ricercatori di istituti di ricerca e università, mentre pochi ricercatori aziendali del settore industriale hanno ricevuto riconoscimenti", ha dichiarato Akira Yoshino al First Financial Journalist. Ha inoltre sottolineato le aspettative del settore industriale. Ritiene che all'interno delle aziende si svolga molta ricerca di livello Nobel, ma che l'industria giapponese debba migliorare la propria leadership e la propria efficienza.
Yoshino Akira ritiene che lo sviluppo di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale e l'Internet delle cose porterà cambiamenti "impensabili" alle prospettive di applicazione delle batterie agli ioni di litio. Ad esempio, il progresso del software accelererà il processo di progettazione delle batterie e lo sviluppo di nuovi materiali, influenzando l'utilizzo delle batterie stesse e consentendone l'impiego nelle condizioni ottimali.
Yoshino Akira è molto interessato anche al contributo della sua ricerca alla soluzione dei problemi legati al cambiamento climatico globale. Ha dichiarato al First Financial Journalist di aver ricevuto il premio per due motivi. Il primo è il contributo allo sviluppo di una società mobile intelligente; il secondo è quello di fornire un importante strumento per la protezione dell'ambiente globale. "Il contributo alla tutela ambientale diventerà sempre più evidente in futuro. Allo stesso tempo, questa è anche una grande opportunità di business", ha affermato Akira Yoshino a un giornalista finanziario.
Durante una lezione all'Università Meijo, il professor Yoshino Akira ha dichiarato agli studenti che, viste le elevate aspettative del pubblico riguardo all'utilizzo di energie rinnovabili e batterie come contromisura al riscaldamento globale, avrebbe fornito informazioni, comprese riflessioni, sulle questioni ambientali.
Chi dominerà il settore delle batterie?
Lo sviluppo della tecnologia delle batterie ha innescato una rivoluzione energetica. Dagli smartphone alle auto elettriche, la tecnologia delle batterie è onnipresente e sta cambiando ogni aspetto della vita delle persone. Il fatto che le batterie del futuro diventino più potenti e più economiche avrà un impatto su ognuno di noi.
Attualmente, l'industria si impegna a migliorare la sicurezza delle batterie, aumentandone al contempo la densità energetica. Il miglioramento delle prestazioni delle batterie contribuisce anche a contrastare il cambiamento climatico attraverso l'utilizzo di energie rinnovabili.
Secondo Yoshino, le batterie agli ioni di litio continueranno a dominare il settore nei prossimi 10 anni, ma lo sviluppo e l'ascesa di nuove tecnologie continueranno a rafforzare la valutazione e le prospettive del settore. Yoshino Akira ha dichiarato a First Business News che la densità energetica delle batterie al litio in futuro potrebbe raggiungere da 1,5 a 2 volte quella attuale, il che significa che le batterie diventeranno più piccole. "Questo riduce la quantità di materiale e quindi i costi, ma non ci sarà una diminuzione significativa del costo del materiale", ha affermato. "La riduzione del costo delle batterie agli ioni di litio sarà al massimo tra il 10% e il 30%. Voler dimezzare il prezzo è molto più difficile".
In futuro i dispositivi elettronici si ricaricheranno più velocemente? A tal proposito, Akira Yoshino ha affermato che un telefono cellulare si ricarica completamente in 5-10 minuti, un risultato già ottenuto in laboratorio. Tuttavia, la ricarica rapida richiede una tensione elevata, che influirà sulla durata della batteria. Nella realtà, in molte situazioni, le persone potrebbero non aver bisogno di una ricarica particolarmente veloce.
Dalle prime batterie al piombo-acido, alle batterie al nichel-metallo idruro che sono il pilastro di aziende giapponesi come Toyota, fino alle batterie agli ioni di litio utilizzate da Tesla Roaster nel 2008, le tradizionali batterie agli ioni di litio a elettrolita liquido hanno dominato il mercato delle batterie per veicoli elettrici per dieci anni. In futuro, la contraddizione tra densità energetica, requisiti di sicurezza e tecnologia tradizionale delle batterie agli ioni di litio diventerà sempre più evidente.
In risposta agli esperimenti e ai prodotti a stato solido di aziende estere, Akira Yoshino ha affermato: "Credo che le batterie a stato solido rappresentino la direzione futura e che ci sia ancora molto margine di miglioramento. Spero di vedere presto nuovi progressi."
Ha inoltre affermato che le batterie a stato solido sono tecnologicamente simili alle batterie agli ioni di litio. "Grazie al miglioramento della tecnologia, la velocità di nuoto delle batterie agli ioni di litio potrà finalmente raggiungere circa quattro volte la velocità attuale", ha dichiarato Akira Yoshino a un giornalista di First Business News.
Le batterie a stato solido sono batterie agli ioni di litio che utilizzano elettroliti allo stato solido. Poiché gli elettroliti allo stato solido sostituiscono l'elettrolita organico potenzialmente esplosivo delle tradizionali batterie agli ioni di litio, risolvono i due principali problemi di elevata densità energetica e sicurezza. A parità di energia, le batterie che sostituiscono l'elettrolita allo stato solido hanno una densità energetica superiore, una maggiore potenza e una durata di utilizzo più lunga, rappresentando la tendenza evolutiva della prossima generazione di batterie al litio.
Tuttavia, le batterie a stato solido devono affrontare anche delle sfide, come la riduzione dei costi, il miglioramento della sicurezza degli elettroliti solidi e il mantenimento del contatto tra elettrodi ed elettroliti durante la carica e la scarica. Attualmente, molte grandi case automobilistiche globali stanno investendo ingenti somme in ricerca e sviluppo nel campo delle batterie a stato solido. Ad esempio, Toyota sta sviluppando una batteria a stato solido, ma il costo non è stato reso pubblico. Gli istituti di ricerca prevedono che entro il 2030 la domanda globale di batterie a stato solido si avvicinerà ai 500 GWh.
Il professor Whitingham, che ha condiviso il Premio Nobel con Akira Yoshino, ha affermato che le batterie a stato solido potrebbero essere le prime ad essere utilizzate in piccoli dispositivi elettronici come gli smartphone. "Perché ci sono ancora grossi problemi nell'applicazione a sistemi su larga scala", ha dichiarato il professor Whitingham.
Data di pubblicazione: 16 dicembre 2019