Mille cicli di ricarica e oltre l’83% della capacità ancora in tasca. Il silicio, che per anni ha latitato nelle batterie salvo poi sgonfiarsi dopo quattro ricariche, stavolta resiste. A dirlo è il Fraunhofer ISE di Friburgo, che pochi giorni fa ha presentato celle sperimentali da 25 Ah, frutto di un progetto tedesco da 2,6 milioni di euro.
Il problema era noto a tutti. Il silicio immagazzina molto più litio della grafite convenzionale, ma si gonfia, si stanca e muore presto. Nessuno ne ha mai fatto una bandiera industriale proprio per questo. I ricercatori tedeschi sostengono di aver spostato l’asticella: test a 1C, cioè carica e scarica in circa un’ora, e la cella tiene.
Il “trucco”, se così lo vogliamo chiamare, è la pressione. Con 1.000 kPa di forza assiale le celle hanno superato i mille cicli mantenendo oltre l’83% della capacità iniziale. Scendendo a 300 kPa il degrado è salito parecchio, soprattutto sotto stress a 1C. Il silicio, dunque, funziona se lo tieni ben stretto. Un dettaglio che in un laboratorio è una manopola da girare, in un pacco batteria è un problema d’ingegneria con il suo bel conto da pagare.
La ricetta è meno esotica di quanto si pensi. Anodo con composito silicio-carbonio al 51% del materiale attivo, più grafite, capacità specifica sopra i 1.000 mAh/g, catodo NMC ricco di nichel. Quaranta strati impilati, materiali disponibili in commercio, linea semiautomatica nello stabilimento di Friburgo.
I numeri sulla densità energetica fanno gola, perché le celle attuali arrivano a 280 Wh/kg, mentre una versione pronta per la produzione industriale potrebbe toccare quota 330 Wh/kg. Attenzione però, quest’ultimo è una stima, non un risultato misurato. I ricercatori stessi ammettono che la capacità residua di una cella non coincide sempre con quella realmente disponibile quando la si usa sul serio, a regimi gravosi.
Il progetto si chiama StrOboBatt, è condotto insieme a diverse aziende e nasce per stoccare l’energia di solare ed eolico, non per far correre le auto. Le auto elettriche e l’aerospazio restano applicazioni possibili, non promesse. Mancano ottimizzazione del design e verifica della durata in condizioni d’uso diverse.