Nell’ambito del progetto COBRA (CObalt-free Batteries for FutuRe Automotive Applications), finanziato dall’UE, l’Istituto di ricerca sull’energia della Catalogna (IREC), CIDETEC Energy Storage e altri 17 partner europei sono riusciti a ottenere la prima batteria agli ioni di litio di grande formato senza cobalto per veicoli elettrici.
Uno dei principali risultati del prototipo è che non è stato utilizzato cobalto nel suo processo di fabbricazione.
Sebbene sia una materia prima fondamentale per le batterie dei veicoli elettrici agli ioni di litio, il cobalto è altamente tossico e dannoso per l’ambiente, oltre al fatto che viene venduto a prezzi notoriamente volatili a causa delle alterazioni della catena di distribuzione e dei fattori geopolitici.
L’estrazione del cobalto, inoltre, ha sollevato anche preoccupazioni etiche a causa delle violazioni dei diritti umani e delle condizioni di lavoro non sicure, soprattutto nella Repubblica Democratica del Congo, il più grande produttore di cobalto al mondo che rappresenta oltre il 70% della produzione globale.
“Il cobalto fa funzionare le batterie con una maggiore durabilità e cicli di carica più rapidi”, afferma Jordi Jacas, ricercatore senior dell’IREC e coordinatore del progetto COBRA. Jacas descrive lo sforzo per sostituire questo ‘metallo costoso e tossico che dipende dai Paesi africani’ come una sfida ‘davvero notevole’. L’attenzione di COBRA per lo sviluppo di una composizione del catodo priva di cobalto sta aprendo la strada a future batterie che saranno “pienamente competitive a livello di mercato”.
Il prototipo di batteria è attualmente in fase pre-commerciale
Come ha osservato Iratxe de Meatza, leader del team di CIDETEC Energy Storage, i risultati del progetto hanno facilitato la transizione dei materiali catodici privi di cobalto “dal laboratorio alle celle di dimensioni semi-industriali”. Questa transizione consente di analizzare le prestazioni in condizioni più realistiche, con l’obiettivo di migliorare “la potenza di carica e la ciclabilità” del prototipo.
La ricerca condotta per ottimizzare ogni componente della batteria ha portato alla scoperta di nuove formulazioni di elettrodi che utilizzano silicio riciclato da pannelli fotovoltaici; questo allinea la tecnologia del prototipo agli obiettivi europei di riciclaggio e sostenibilità. Secondo il responsabile del progetto dell’IREC, il team sta già raggiungendo un tasso di riciclaggio “compreso tra il 90 e il 95% per i componenti che costituiscono la cella”.
Al tempo stesso, i partner stanno anche aumentando i livelli di sicurezza dell’intera catena del valore, migliorando i componenti, le celle elettrochimiche, i sistemi di controllo dotati di sensori e l’assemblaggio finale del pacco batterie. Inoltre, è stato integrato un nuovo sistema di controllo con comunicazione wireless, sensori avanzati e algoritmi sofisticati per migliorare la sicurezza e l’efficienza della batteria.
