biologia litio

IL LITIO E LE BATTERIE DEL FUTURO

COS'è IL LITIO? E perchè è così utilizzato?

Il litio è un elemento chimico che appartiene al gruppo dei metalli alcalini e viene principalmente utilizzato in dispositivi come smartphone, laptop, tablet, fotocamere digitali e altri strumenti portatili. È anche essenziale nelle batterie dei veicoli elettrici. Attualmente, la transizione energetica si basa fortemente sull'uso delle batterie agli ioni di litio, grazie alle sue caratteristiche chimiche che lo rendono particolarmente adatto, come la capacità di cedere facilmente elettroni, la sua interazione con altri elementi e l'elevata densità energetica. Tuttavia, il litio non può essere la soluzione unica, poiché la sua distribuzione geografica limitata, le difficoltà nell'estrazione e la crescente domanda hanno portato a classificarlo, nel 2022, come un elemento "sempre più a rischio" a causa del suo utilizzo in continua espansione.

L'ESTRAZIONE DEL LITIO, IL SUO IMPEGO E LO SMALTIMENTO

L'utilizzo del litio comporta aspetti positivi, ma anche alcuni negativi. La sua estrazione, infatti, può provocare danni ambientali nei luoghi in cui viene prelevato e richiede grandi quantità di acqua ed energia. Sebbene venga utilizzato nei veicoli elettrici e contribuisca alla transizione energetica, è importante considerare anche il suo impatto durante le fasi di produzione e smaltimento. Il riciclo delle batterie agli ioni di litio rappresenta la soluzione più sostenibile per gestire questo materiale, in quanto al loro interno sono presenti anche altri metalli preziosi, come cobalto, nickel e grafene, che possono essere recuperati e riutilizzati. Purtroppo, però, non sempre i dispositivi contenenti litio vengono smaltiti correttamente. Spesso, infatti, finiscono per essere abbandonati in territori meno sviluppati, dove tentativi di recupero delle risorse vengono effettuati senza le adeguate misure di sicurezza, con conseguenti danni all'ambiente e alla salute delle persone.

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PUNTARE SU NUOVE TECNOLOGIE SOSTENIBILE CHE SIANO IN GRADO DI SOSTITUIRE IL LITIO, L'IMPIEGO DI PIU' RISORSE FAVORIREBBE LA TRANSAZIONE ENERGETICA, MENTRE LA MAGGIORE DISPONIBILITA' DI MATERIALE CONTRIBUIREBBE A DIMIUIRE I COSTI DEI MEZZI ELETTRICI O QUALSIASI ALTRO PRODOTTO CONTENENTE LITIO.

LA SOLUZIONE?

IL LITIO E' UNA RISORSA LIMITATA, ANCHE SE PRESENTE IN ABBONDANZA SUL NOSTRO TERRITORIO NON E' CAPACE DI SODDISFARE L'INTERA RICHIESTA. E' IMPEGATO IN TROPPI AMBITI.

IL PROBLEMA PRINCIPALE?

01

BATTERIA AL SODIO

02

BATTERIA ALL'IDROGENO

03

BATTERIA AL MAGNESIO

04

BATTERIA ALL'OSSIGENO

BATTERIE AL SODIO

Le batterie al sodio hanno un funzionamento analogo a quelle al litio, ma lo sostituiscono con un materiale più economico, più facile da reperire e più sostenibile a livello ambientale. Le batterie al sodio permetterebbero quindi di risolvere i problemi di approvvigionamento di materie prime, costerebbero molto meno e in inverno avrebbero performance migliori di quelle al litio. Perché, allora, non c’è stato il passaggio al sodio? Il problema principale è che le batterie al sodio sono più instabili a livello chimico, non hanno la stessa densità energetica delle batterie convenzionali e quindi hanno performance inferiori.

BATTERIE AL MAGNESIO

Le batterie al magnesio sono una promettente alternativa alle batterie al litio. Vantaggi:Maggiore densità energetica: Potenziale per immagazzinare più energia per unità di peso. Magnesio abbondante e più economico: Risorsa più accessibile e meno costosa rispetto al litio. Maggiore sicurezza: Minor rischio di incendi o esplosioni, essendo meno reattivo. Minor impatto ambientale: Estratto con minori danni ecologici rispetto al litio e altri metalli. Bassa tossicità: Meno rischi per la salute e l'ambiente. Svantaggi: Difficoltà nella produzione: Problemi di stabilità: Durata limitata e prestazioni inferiori nelle applicazioni Incertezza sulla commercializzazione: La tecnologia è ancora in fase di ricerca e sviluppo. Se le sfide tecnologiche vengono superate, le batterie al magnesio potrebbero offrire una soluzione economica, sicura e sostenibile per molte applicazioni energetiche.

BATTERIE ALL'IDROGENO

Il principio di funzionamento alla base di una cella a combustibile è del tutto simile a quello della pila o batteria. A differenza della pila, una cella a combustibile funziona principalmente con due reagenti: idrogeno gassoso e ossigeno. Vi è, tuttavia, una sostanziale differenza tra batteria e cella a combustibile in quanto, la batteria è un sistema chiuso che funziona consumando i reagenti contenuti nell’involucro stesso della batteria. La cella a combustibile invece, lavora grazie alla presenza di un flusso continuo di reagenti, forniti dall’esterno. Questo significa che l’autonomia di una batteria è strettamente legata alla quantità di reagenti presenti nel suo interno e che, una volta scarica, necessita di un processo di ricarica. Una cella a combustibile invece garantisce una vita di esercizio continua, idealmente infinita, fintanto che essa venga costantemente rifornita con i reagenti.

BATTERIE ALL'OSSIGENO

É priva di elementi rari ed estremamente durevole. Oltre a non essere infiammabile è capace di rigenerarsi solamente con l’aria. La prima batteria agli ioni di ossigeno è un dispositivo che cambia l’approccio all’accumulo, in grado di garantire diversi vantaggi rispetto al litio. A quanto pare il principio che sta alla base del funzionamento non è dissimile a quello che utilizza la batteria al litio. Ma l’impiego di materiali ceramici sembra comportare dei notevoli vantaggi. Innanzitutto la ceramica non è infiammabile e la composizione della cella non richiede elementi rari. In più, la durata sembra essere molto più elevata di quella che si ottiene con il litio. La capacità di accumulo, poi, non diminuisce nel tempo ma può essere rigenerata con l’ossigeno. Allo stato attuale, infatti, la batteria agli ioni di ossigeno progettata dalla UT Wien, potrebbe essere utile ad esempio quando si ha necessità di una grande unità di accumulo per immagazzinare energia eolica o solare. In questi casi, la batteria agli ioni di ossigeno si rivelerebbe un’ottima soluzione.

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