[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 è al massimo compresa tra il 10% e il 30%. È difficile dimezzarne il prezzo.]
Dagli smartphone alle auto elettriche, la tecnologia delle batterie sta gradualmente permeando ogni aspetto della vita. Quindi, in quale direzione si svilupperà la batteria del futuro e quali cambiamenti porterà alla società? Con queste domande in mente, il mese scorso, un giornalista di First Financial ha intervistato 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 delle batterie anche nei prossimi 10 anni. Lo sviluppo di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale e l'Internet delle cose porterà cambiamenti "impensabili" alle prospettive applicative delle batterie agli ioni di litio.
Cambiamento inimmaginabile
Quando Yoshino venne a conoscenza del termine "portatile", capì che la società aveva bisogno di una nuova batteria. Nel 1983, in Giappone nacque la prima batteria al litio al mondo. Yoshino Akira produsse il primo prototipo al mondo di batteria ricaricabile agli ioni di litio e darà un contributo straordinario allo sviluppo delle batterie agli ioni di litio, ampiamente utilizzate in smartphone e veicoli elettrici in futuro.
Il mese scorso, Akira Yoshino ha dichiarato in un'intervista esclusiva con il giornalista finanziario numero 1 che, dopo aver appreso di aver vinto il Premio Nobel, "non prova più alcun sentimento". "Le interviste complete successive mi hanno reso molto impegnato e non potevo essere più che felice", ha detto Akira Yoshino. "Ma con l'avvicinarsi del giorno della consegna dei premi a dicembre, la realtà dei premi si è fatta più forte".
Negli ultimi 30 anni, 27 studiosi giapponesi o giapponesi hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica, ma solo due di loro, tra cui Akira Yoshino, hanno ricevuto riconoscimenti come ricercatori aziendali. "In Giappone, i ricercatori di istituti di ricerca e università generalmente ricevono premi, e pochi ricercatori aziendali del settore hanno vinto", ha dichiarato Akira Yoshino al First Financial Journalist. Ha anche sottolineato le aspettative del settore. Ritiene che ci siano molte ricerche di livello Nobel all'interno dell'azienda, ma l'industria giapponese dovrebbe migliorare la propria leadership ed efficienza.
Yoshino Akira ritiene che lo sviluppo di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale e l'Internet delle cose porterà cambiamenti "impensabili" alle prospettive applicative delle batterie agli ioni di litio. Ad esempio, l'evoluzione del software accelererà il processo di progettazione delle batterie e lo sviluppo di nuovi materiali, e potrà influenzare l'utilizzo della batteria, consentendone l'utilizzo nell'ambiente migliore.
Anche Yoshino Akira è molto preoccupato per il contributo della sua ricerca alla risoluzione dei problemi globali legati al cambiamento climatico. Ha dichiarato al First Financial Journalist di essere stato premiato per due motivi. Il primo è contribuire allo sviluppo di una società intelligente e mobile; il secondo è fornire un importante strumento per la tutela dell'ambiente globale. "Il contributo alla tutela ambientale diventerà sempre più evidente in futuro. Allo stesso tempo, questa rappresenta anche una grande opportunità di business", ha dichiarato Akira Yoshino a un giornalista finanziario.
Yoshino Akira, durante una lezione presso l'Università Meijo in qualità di professore, ha detto agli studenti che, date le grandi aspettative del pubblico riguardo all'uso di energie rinnovabili e batterie come contromisura al riscaldamento globale, avrebbe fornito le sue informazioni, comprese riflessioni sulle questioni ambientali.
Chi dominerà l'industria delle batterie?
Lo sviluppo della tecnologia delle batterie ha dato il via a una rivoluzione energetica. Dagli smartphone alle auto elettriche, la tecnologia delle batterie è onnipresente e cambia ogni aspetto della vita delle persone. Il fatto che le batterie del futuro diventino più potenti e meno costose avrà ripercussioni su ognuno di noi.
Attualmente, l'industria è impegnata a migliorare la sicurezza delle batterie, aumentandone al contempo la densità energetica. Il miglioramento delle prestazioni delle batterie contribuisce anche ad affrontare il cambiamento climatico attraverso l'uso 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 il materiale e quindi il costo, ma non ci sarà una diminuzione significativa del costo del materiale". Ha aggiunto: "La riduzione del costo delle batterie agli ioni di litio è al massimo tra il 10% e il 30%. Voler dimezzare il prezzo è più difficile".
I dispositivi elettronici si caricheranno più velocemente in futuro? Akira Yoshino ha risposto affermando che un telefono cellulare si ricarica in 5-10 minuti, un risultato ottenuto in laboratorio. Tuttavia, la ricarica rapida richiede una tensione elevata, che influisce sulla durata della batteria. In molte situazioni, nella realtà, le persone potrebbero non aver bisogno di una ricarica particolarmente rapida.
Dalle prime batterie al piombo-acido, alle batterie al nichel-metallo idruro, pilastri portanti 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 liquide hanno dominato il mercato delle batterie per l'alimentazione elettrica per dieci anni. In futuro, la contraddizione tra densità energetica e requisiti di sicurezza da un lato e tecnologia tradizionale delle batterie agli ioni di litio dall'altro diventerà sempre più evidente.
In risposta agli esperimenti e ai prodotti a base di batterie allo stato solido di aziende straniere, Akira Yoshino ha dichiarato: "Credo che le batterie allo stato solido rappresentino una direzione futura e che ci sia ancora molto margine di miglioramento. Spero di vedere presto nuovi progressi".
Ha anche affermato che le batterie allo stato solido sono tecnologicamente simili a quelle agli ioni di litio. "Grazie al miglioramento della tecnologia, la velocità di nuoto delle batterie agli ioni di litio può finalmente raggiungere circa 4 volte quella attuale", ha dichiarato Akira Yoshino a un giornalista del First Business News.
Le batterie allo 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 nelle tradizionali batterie agli ioni di litio, questo risolve i due principali problemi di elevata densità energetica e di elevate prestazioni di sicurezza. Gli elettroliti allo stato solido vengono utilizzati a parità di energia. La batteria che sostituisce l'elettrolita ha una maggiore densità energetica, allo stesso tempo ha maggiore potenza e una maggiore durata, che è la tendenza di sviluppo della prossima generazione di batterie al litio.
Tuttavia, le batterie allo stato solido devono affrontare anche 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 massicciamente in ricerca e sviluppo per le batterie allo stato solido. Ad esempio, Toyota sta sviluppando una batteria allo stato solido, ma il costo non è stato reso noto. Gli istituti di ricerca prevedono che entro il 2030 la domanda globale di batterie allo stato solido dovrebbe raggiungere i 500 GWh.
Il professor Whitingham, che ha condiviso il premio Nobel con Akira Yoshino, ha affermato che le batterie allo stato solido potrebbero essere le prime ad essere utilizzate in piccoli dispositivi elettronici come gli smartphone. "Perché ci sono ancora grossi problemi nell'applicazione di sistemi su larga scala", ha aggiunto il professor Wittingham.
Data di pubblicazione: 16-12-2019