ORANGEES, il nuovo progetto per la creazione di batterie green ad elevate performance

In un’era in cui la tutela dell’ambiente è diventata una priorità universale, l’urgente necessità di soluzioni energetiche sostenibili ha assunto un ruolo centrale. Tra i settori che richiedono una riconsiderazione, emerge la produzione di batterie, fondamentali per alimentare le moderne tecnologie che permeano ogni aspetto della nostra vita quotidiana. Il litio, finora cuore pulsante di questa tecnologia, offre vantaggi considerevoli, ma non è esente da criticità ambientali. È in questo contesto che nasce il progetto ORANGEES, un ambizioso sforzo congiunto per sviluppare batterie più green e performanti.

Come evidenziato sulle pagine del National Geographic, le batterie agli ioni di litio hanno rivoluzionato l’uso delle energie rinnovabili e ridotto le emissioni di CO2, ma il processo di estrazione del litio è notoriamente distruttivo per l’ambiente. Pertanto, sorge un interrogativo fondamentale: è giustificabile il danno ambientale causato dall’estrazione mineraria alla luce dei benefici delle batterie al litio per l’economia verde?

Le batterie agli ioni di litio rimangono dominanti sul mercato, ma la crescente domanda solleva la necessità di sviluppare alternative sostenibili.
ORANGEES si propone di essere una risposta a questa sfida, integrando ricerca scientifica e innovazione tecnologica per un futuro più green e sostenibile.

Le parole di Giulia Montenapoleone, direttrice del Dipartimento ENEA di Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili, ci aiutano ancora di più nel comprendere la portata innovativa del progetto: “La recente roadmap sui sistemi di accumulo elettrochimico stilata dalla piattaforma tecnologica europea ETIP Batteries Europe mostra, infatti, come l’evoluzione nel medio-lungo termine guardi a batterie di ultima generazione basate su nuovi meccanismi di funzionamento (sistemi a conversione e stato solido) e a materiali alternativi. Tra questi ultimi, risultano di interesse i composti organici, come quelli che saranno sviluppati e caratterizzati all’interno del progetto ORANGEES”.

ORANGEES: ricerca e sperimentazione per le batterie green

ORANGEES, un progetto del valore di 4 milioni di euro, vede la collaborazione di un consorzio italiano di eccellenze scientifiche, tra cui il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), l’ENEA, il Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Ricerca sul Sistema Energetico (RSE) e Standex International Corp.

Il cuore del progetto è la ricerca di materiali avanzati, sostenibili, sicuri e a basso costo per una nuova generazione di batterie.

Alessandra Di Blasi, ricercatrice presso l’Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia ‘Nicola Giordano’ (ITAE) del CNR e responsabile scientifico di ORANGEES, pone l’accento l’importanza di contribuire agli obiettivi energetici europei e nazionali, promuovendo innovazione e sostenibilità lungo l’intera catena del valore delle batterie. Come sottolinea Di Biasi: “Il progetto è rivolto a contribuire al conseguimento degli obiettivi altamente sfidanti richiesti a livello comunitario nel settore energetico e recepiti dall’Italia attraverso il PNIEC, il Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima, attualmente aggiornato alla luce delle recenti crisi geopolitiche. L’obiettivo è favorire l’innovazione, la sostenibilità e i futuri nuovi business verso quelli che saranno i settori emergenti del mercato lungo tutta la catena del valore che interessa il dispositivo di accumulo elettrochimico, attraverso scelte più consapevoli, a partire dalla progettazione di quella che sarà la batteria del futuro”.

Le attività di ricerca si concentrano sullo studio di materiali ibridi e organici, tra cui scarti dell’industria agroalimentare come caseina, siero del latte, cheratina, fico d’India e cellulosa. L’obiettivo è sviluppare materiali che possano migliorare le prestazioni elettrochimiche delle batterie riducendo al contempo l’uso di materiali inorganici critici come litio e cobalto, inclusi nella lista delle materie prime critiche dell’UE.

ENEA è coinvolta nella selezione e nell’utilizzo di scarti naturali per produrre membrane ed elettrodi green, promuovendo l’economia circolare e riducendo le criticità legate allo smaltimento delle batterie. Come spiega Mariasole Di Carli, ricercatrice presso il Laboratorio ENEA Accumulo di Energia, Batterie e Tecnologie per la Produzione e l’Uso dell’Idrogeno: “Questo approccio intende ridurre le criticità legate allo smaltimento delle batterie, creando nuove sinergie industriali in accordo ai principi dell’economia circolare”.

Tre delle cinque linee di ricerca del progetto ORANGEES si concentrano in particolare sulla sperimentazione di materiali per batterie e supercondensatori.

La prima linea sperimentale punta a realizzare componenti ibridi per abbassare i costi mantenendo alte prestazioni e sicurezza. La seconda linea si concentra sulla ricerca di composti organici come sostituti dei materiali tradizionali per ridurre l’impatto ambientale, mentre la terza linea focalizza sull’utilizzo di materiali organici derivanti dal riutilizzo di scarti industriali, promuovendo soluzioni green attraverso l’economia circolare. I materiali più promettenti saranno soggetti a simulazioni al computer, analisi del ciclo di vita e test di laboratorio per valutarne le prestazioni elettrochimiche finali. La collaborazione con Standex International Corp consentirà di verificare il potenziale beneficio di tali materiali a livello industriale.

Il nuovo Regolamento UE sulle batterie si focalizza focus sostenibilità e sicurezza

Mentre la ricerca scientifica continua a proporre soluzioni innovative per la creazione delle batterie del futuro, un nuovo capitolo si apre nell’ambito normativo europeo. Dal 18 febbraio 2024, l’Unione Europea ha varato un nuovo regolamento dedicato alla produzione, raccolta e riciclo delle batterie, ponendo così le basi per un approccio più sostenibile e sicuro verso questi dispositivi essenziali per la nostra vita moderna. Questo regolamento, il cui iter di approvazione è stato completato l’anno scorso, è stato progettato con l’obiettivo di rivoluzionare l’intero ciclo di vita delle batterie. L’accento è posto sulla promozione della sicurezza, della sostenibilità e della competitività, delineando una nuova direzione per il settore delle batterie in Europa

Le disposizioni previste in questo nuovo regolamento non solo creeranno importanti opportunità economiche, ma promuoveranno sinergie tra diverse politiche settoriali, come quelle energetiche, climatiche, dei trasporti e industriali.

Una delle principali novità introdotte è l’obbligo di un’etichetta sull’impronta di carbonio per le batterie dei veicoli elettrici, dei mezzi di trasporto leggeri e per le batterie industriali ricaricabili con capacità superiore a 2 kWh. Questo permetterà ai consumatori di prendere decisioni più informate e sostenibili durante l’acquisto.

Inoltre, il regolamento prevede l’introduzione di un passaporto digitale per le batterie dei veicoli di trasporto leggeri, le batterie industriali con capacità superiore a 2 kWh e le batterie dei veicoli elettrici. Questo strumento contribuirà a tracciare il ciclo di vita delle batterie, facilitando la loro gestione e il loro riciclo.

Altra importante disposizione riguarda la progettazione delle batterie per elettrodomestici, che dovrà consentire ai consumatori di rimuoverle e sostituirle facilmente. Questo favorirà un uso più efficiente delle risorse e una maggiore circolarità dei materiali.

Ma forse una delle misure più significative sono gli obiettivi chiari stabiliti per la raccolta dei rifiuti e il riciclo degli elementi critici delle batterie. Ad esempio, si prevede che entro il 2023 il 45% delle batterie portatili sia raccolto, aumentando al 63% entro il 2027 e al 73% entro il 2030. Inoltre, si stabiliscono livelli minimi di materiali recuperati dai rifiuti di batterie, come il litio, il cobalto, il rame, il piombo e il nichel.

Investimenti significativi per le imprese, l’opinione di ANIE

Il nuovo regolamento dell’Unione Europea in materia di batterie ha destato un’ampia attenzione e suscitato dibattiti tra i vari attori interessati. Tra le voci che si sono fatte sentire su questo tema, spicca quella di ANIE, la Federazione Nazionale delle imprese elettroniche ed elettrotecniche italiane. La posizione di ANIE riveste particolare rilevanza, rappresentando un settore chiave nell’economia nazionale, e le sue opinioni contribuiscono a delineare il panorama di opinioni e prospettive riguardanti l’impatto e le implicazioni del nuovo regolamento.

“Il nuovo regolamento batterie – dichiara il Presidente Filippo Girardi – definisce un quadro legislativo stabile e di lungo termine per i produttori di batterie e i loro fornitori. Ciò impone degli “impegni” in fase di produzione, ma non solo: l’industria delle batterie è chiamata ad affrontare regole e nuovi obblighi con un altissimo livello di ambizione e con implicazioni importanti in tema di approvvigionamento delle materie prime, attuando un adeguato processo di “due diligence”. Ovvero, la messa in atto da parte del produttore di batterie di un sistema di gestione, che sia verificato ed ispezionato da enti terzi notificati, per valutare, identificare, prevenire e affrontare i rischi sociali e ambientali, effettivi e potenziali, correlati all’approvvigionamento, alla lavorazione e al commercio delle materie prime necessarie per la produzione di batterie. Principio guida sarà inoltre quello della progettazione sostenibile, in termini di specifici requisiti sulla durata, sulla riciclabilità e il riutilizzo delle batterie, approccio al quale già da tempo le imprese hanno aderito con convinzione”.

Nonostante le direttive chiare fornite dal regolamento, ANIE Confindustria, rappresentante delle imprese del settore, non può fare a meno di evidenziarne gli aspetti critici. Il presidente Girardi sottolinea: “Il regolamento non solo è estremamente complesso, ma anche la sua piena attuazione è condizionata dalla pubblicazione di diversi atti di legislazione secondaria. I numerosi adempimenti previsti richiederanno alle imprese nazionali ed europee investimenti significativi per adeguare i propri prodotti e processi”.

Si sottolinea inoltre l’importanza di rafforzare le azioni di tutela dell’industria europea delle batterie, vista come un attore centrale nel supporto al percorso di decarbonizzazione delle reti energetiche, della mobilità e dell’industria, sia a livello nazionale che europeo. Questo, però, dovrà avvenire nel rispetto della competitività rispetto ai competitor extra-UE, attraverso iniziative di sorveglianza sul mercato comunitario.

Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici

Commenta questo approfondimento