Per una batteria zinco-aria ricaricabile la quota 300 km è senza dubbio un importantissimo traguardo, per il litio, chiaramente, una puntura di spillo. Parliamo di poco più di dodici giorni di cicli ininterrotti in laboratorio, ma sufficienti a far rialzare la testa a una chimica che da anni sembrava buona solo per gli apparecchi acustici (ma che è molto più sostenibile economicamente e socialmente).
Il merito è di un team dell’Università Tecnica di Darmstadt guidato da Jörg J. Schneider. Il problema, da sempre, è la ricarica, le reazioni dell’ossigeno dentro queste celle sono capricciose e i catalizzatori si “stancano” in fretta. I tedeschi hanno risposto con un ibrido di ferro, nichel e carbonio, dove nanoparticelle di ferrite di nichel vivono dentro una struttura di carbonio a nanocorni arricchita con azoto e fosforo. La gabbia le tiene separate, le impedisce di agglomerarsi o dissolversi e aiuta il trasporto di elettroni e reagenti.
I numeri ottenuti dallo zinco non sono da buttare. Il potenziale di semionda arriva a 0,79 volt, la pendenza di Tafel si ferma a 56,5 millivolt per decade, e la riduzione dell’ossigeno segue il percorso a quattro elettroni, quello che conta davvero per l’efficienza. Nella cella completa la densità di potenza tocca i 54 milliwatt per centimetro quadrato, contro i 28 dei catalizzatori di riferimento a base di platino-rutenio.
Il segreto, dicono i ricercatori, sta nella tripla interfaccia, quel punto d’incontro tra catalizzatore solido, elettrolita liquido e ossigeno dell’aria. Se resta stabile, la batteria resiste; se cede, le prestazioni crollano.
I vantaggi sulla carta sono seducenti, zinco, ferro e carbonio sono abbondanti, gli elettroliti acquosi non sono infiammabili, il rischio di incendio da surriscaldamento si ridimensiona. Densità energetica, efficienza e durata reale dipendono dal sistema completo, e lì il laboratorio non fa sconti.
Prima di sognare una berlina a zinco, serve chiarezza sulla destinazione. Il bersaglio più realistico al momento è l’accumulo stazionario, stoccare il surplus di solare ed eolico e restituirlo quando serve, dove costo dei materiali e sicurezza pesano quanto i kW. Camion e auto elettriche restano un’ipotesi di lungo periodo, frenata da una potenza ancora moderata e da una ricarica che zoppica.
Restano da dimostrare durabilità nel tempo, efficienza complessiva, costi di produzione e tenuta con celle più grandi. Il litio può dormire tranquillo? Forse sì.