Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti stanzia $125m per la tecnologia delle batterie

L'annuncio del finanziamento, riportato in un comunicato del DoE, sottolinea l'urgente necessità di soluzioni avanzate di stoccaggio dell'energia per rispondere alla crescente domanda di tecnologie per batterie più sicure, efficienti ed economiche. Le applicazioni emergenti, in particolare nel settore dei trasporti e dell'accumulo in rete, richiedono capacità di accumulo di energia più elevate, migliori misure di sicurezza e una diversificazione delle materie prime utilizzate nella produzione delle batterie per ridurre i rischi della catena di approvvigionamento.

Alleanza per la ricerca sullo stoccaggio dell'energia (ESRA)

L'Energy Storage Research Alliance (ESRA), guidata dall'Argonne National Laboratory, riunisce circa 50 ricercatori di tre laboratori nazionali e 12 università. La loro missione è quella di esplorare le scienze delle batterie per affrontare le sfide prevalenti, tra cui la sicurezza, l'alta densità di energia e lo sviluppo di batterie di lunga durata con materiali facilmente disponibili e poco costosi.

L'ambizione principale dell'ESRA è quella di spingere i limiti della scienza dell'accumulo di energia, promuovendo l'innovazione tecnologica che rafforza la competitività economica degli Stati Uniti.

Shirley Meng, direttore dell'ESRA, ha sottolineato l'urgente necessità di dispositivi di accumulo dell'energia ad alte prestazioni, a basso costo e sostenibili, nell'ottica di una profonda decarbonizzazione dei trasporti pesanti e della rete elettrica. Meng, che è anche scienziato capo dell'Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science e professore presso la Pritzker School of Molecular Engineering dell'Università di Chicago, ha sottolineato che per superare le capacità dell'attuale tecnologia agli ioni di litio è necessaria una ricerca rivoluzionaria, basata sulla scienza di base. Ha dichiarato: "La domanda di dispositivi di stoccaggio dell'energia ad alte prestazioni, a basso costo e sostenibili è in aumento, soprattutto quelli che hanno il potenziale per decarbonizzare profondamente il trasporto pesante e la rete elettrica".

Bryan McCloskey, vicedirettore dell'ESRA per le attività scientifiche e ingegnere di facoltà presso il Berkeley Lab, ha aggiunto che l'ESRA mira a promuovere un ecosistema favorevole alla rapida innovazione, riducendo il ritardo tra la scoperta di base e la diffusione della tecnologia. Una componente essenziale della strategia dell'ESRA è la formazione di una forza lavoro futura e diversificata, in grado di far fronte alle prossime esigenze di produzione, grazie a collaborazioni con l'industria, il mondo accademico e il governo. Ha dichiarato: "L'ESRA crea un ecosistema di ricerca sull'accumulo di energia con la missione di innovare rapidamente, accorciare i tempi tra la scoperta di base e lo sviluppo della tecnologia e formare la forza lavoro di nuova generazione".

La coalizione, che comprende istituzioni come la Columbia University, il MIT e l'Università del Michigan, tra le altre, parteciperà attivamente a tutti gli aspetti della ricerca scientifica, della governance e dello sviluppo strategico.

Consorzio per le batterie acquose (ABC)

Parallelamente, l'Università di Stanford è alla guida dell'Aqueous Battery Consortium (ABC), che si concentra sullo sviluppo di una nuova batteria acquosa che promette di essere sicura per l'ambiente ed economica. Questa nuova tecnologia, che dovrebbe avere una densità energetica superiore a quella delle attuali batterie al piombo e potenzialmente costare solo un decimo delle attuali batterie agli ioni di litio, mira a superare problemi di lunga data come la bassa tensione, la densità energetica e la corrosione.

Linda Nazar, scienziato capo del progetto e professore presso l'Università di Waterloo, ha sottolineato i persistenti ostacoli incontrati nello sviluppo delle batterie acquose, tra cui la corrosione dei materiali e il fallimento delle celle in condizioni pratiche. "Gli ostacoli che si frappongono alla realizzazione di una nuova batteria acquosa hanno ostacolato gli inventori per anni", ha osservato la ricercatrice.

Yi Cui, direttore del progetto e professore a Stanford, ha sottolineato l'imperativo di creare soluzioni di stoccaggio dell'energia su scala di rete a prezzi accessibili e in grado di funzionare in modo affidabile a lungo termine, soprattutto in un'epoca dominata da fonti di energia rinnovabili intermittenti come l'energia solare ed eolica.

 Il Consorzio per le batterie acquose, amministrato dal Precourt Institute for Energy di Stanford, riunisce 31 scienziati, ingegneri e fisici di spicco nel campo delle batterie provenienti da istituzioni di tutto il Nord America, tra cui lo SLAC, diversi campus dell'Università della California, la North Carolina State University e i laboratori di ricerca dell'esercito e della marina degli Stati Uniti. Il loro impegno collaborativo riguarderà la progettazione e la sintesi dei materiali, la teoria e la simulazione e la caratterizzazione dei dispositivi prototipo.

I team di ricerca esploreranno vari aspetti della tecnologia delle batterie, tra cui l'elettrolita, i materiali degli elettrodi e l'architettura complessiva del dispositivo, con l'obiettivo di creare batterie che non solo funzionino in modo efficiente, ma che si carichino e si scarichino rapidamente e siano economicamente redditizie.

Lo stanziamento di $125 milioni di euro da parte del DoE, suddiviso equamente tra i due hub per un periodo massimo di cinque anni, definisce un quadro solido per la ricerca trasformativa sullo stoccaggio dell'energia.