In questo articolo Indice dei contenuti 3 sezioni
Un’auto elettrica capace di percorrere 2.000 km di autonomia con una sola ricarica oggi somiglia più a un esercizio di immaginazione che a un progetto concreto. Eppure è proprio verso questo orizzonte che guarda CATL, il colosso cinese tra i protagonisti mondiali degli accumulatori per veicoli elettrici. Al centro dell’interesse ci sono le batterie litio aria, soprannominate batterie che respirano perché ricavano energia sfruttando l’ossigeno prelevato direttamente dall’ambiente esterno. Sulla carta promettono una densità energetica enormemente superiore a quella delle celle montate oggi sulle automobili, ma il passaggio dalla teoria alla strada è tutt’altro che scontato.
Come funzionano le batterie che respirano
Il principio di funzionamento è ciò che rende questa tecnologia così particolare. Negli accumulatori agli ioni di litio tradizionali l’energia viene immagazzinata grazie a reazioni elettrochimiche che coinvolgono materiali già presenti nella cella. Nelle soluzioni litio aria invece l’elettrodo negativo è in litio metallico, mentre l’ossigeno arriva dall’aria circostante. In fase di scarica il litio reagisce con l’ossigeno e forma perossido di litio (Li₂O₂) dentro un elettrodo poroso, generando corrente. Durante la ricarica il processo si inverte, il perossido si decompone, l’ossigeno viene liberato e il litio torna al suo posto. Il vantaggio sta tutto qui. La batteria non deve portarsi dietro tutti i reagenti, perché uno di essi viene preso dall’esterno, e questo riduce in teoria la massa dei componenti attivi. A parità di peso un accumulatore del genere potrebbe quindi contenere molta più energia di uno convenzionale. Nella pratica le cose si complicano parecchio, visto che l’ossigeno deve raggiungere l’elettrodo attraverso una struttura pensata per favorire le reazioni senza che altre sostanze presenti nell’atmosfera rovinino il processo.
Numeri da record ma solo in teoria
Le cifre circolate attorno a questa tecnologia parlano di una densità energetica teorica di circa 3.505 Wh/kg, ben oltre quella delle celle agli ioni di litio attuali, con un potenziale fino a cinque volte superiore rispetto ad alcune soluzioni allo stato solido. Da qui nasce l’ipotesi dei 2.000 km. Non si tratta però di un risultato ottenuto da CATL su una batteria completa o su un veicolo in prova. Quel valore descrive il potenziale della reazione chimica, non un pacco pronto da installare, che richiede anche elettroliti, separatori, protezioni, elettronica di controllo, gestione termica e nel caso specifico un intero apparato per aspirare e filtrare l’aria. Senza contare che a un’auto servono anche potenza di erogazione, efficienza in ricarica, durata e prestazioni costanti in condizioni ambientali diverse.
L’interesse del gruppo è stato confermato da Wu Kai, responsabile scientifico di CATL, che durante l’Equipment Powerhouse Forum 2026 ha inserito le batterie litio aria tra le direzioni di ricerca a lungo termine. Il nodo principale riguarda proprio l’aria. Insieme all’ossigeno entrano umidità e anidride carbonica, capaci di innescare reazioni indesiderate: l’umidità può reagire con il litio metallico e l’anidride carbonica favorisce la formazione di carbonato di litio, che ostacola l’elettrodo. Servirebbe un sistema di trattamento dell’aria molto efficiente, che però aggiungerebbe peso, ingombro e consumi, rischiando di erodere parte del vantaggio. Pesano poi l’accumulo dei prodotti di reazione negli elettrodi porosi, le sostanze reattive generate in ricarica che possono danneggiare l’elettrolita, la stabilità del litio metallico e la necessità di garantire centinaia o migliaia di cicli.
I progressi nei laboratori e le altre strade di CATL
La ricerca comunque avanza. Uno studio del 2024 pubblicato su Advanced Energy Materials ha sperimentato un elettrolita polimerico gelificato che ha portato una cella pouch a 757,5 Wh/kg e a 241 cicli in specifiche condizioni di laboratorio. Nel 2023 su Science studiosi dell’Illinois Institute of Technology e dell’Argonne National Laboratory hanno presentato un’architettura litio aria allo stato solido basata su una reazione a quattro elettroni, che produce ossido di litio al posto del perossido e ha superato almeno 1.000 cicli a temperatura ambiente. Progressi scientifici, appunto, non prodotti pronti per le auto elettriche.
Nel frattempo CATL concentra gli sforzi su tecnologie più vicine alla produzione industriale, in particolare le batterie agli ioni di sodio, utili a ridurre la dipendenza da alcune materie prime, e quelle allo stato solido, che sostituiscono gli elettroliti liquidi con elettroliti solidi per migliorare densità energetica e sicurezza. I 2.000 km di autonomia non rappresentano quindi una promessa industriale del gruppo cinese, ma un obiettivo legato a una chimica che deve ancora dimostrare di essere efficiente, sicura e sostenibile nell’utilizzo quotidiano.
Fonte: TecnoAndroid