Batterie al litio: quanto inquinano e quali sono le varianti ecologiche
Le batterie al litio, se non smaltite correttamente, possono rilasciare sostanze tossiche nell'ambiente. Inoltre, la loro produzione comporta un notevole impatto ambientale - anche solo a partire dall'estrazione del metallo - sul quale non si può soprassedere. Possibili varianti ecologiche in fase di sviluppo sono le batterie agli ioni di sodio e quelle agli ioni di calcio, sebbene possano avere una minore densità energetica. Le approfondiamo in questo articolo.
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Le batterie al litio sono le batterie ricaricabili di più comune e quotidiano utilizzo. Per intenderci, sono quelle che si trovano dentro gli smartphone ed altri dispositivi elettronici come i computer portatili o le fotocamere. Le montano anche le auto elettriche. Sono apprezzate per la loro alta efficienza energetica, la lunga durata e la densità energetica, oltre a vantare un ciclo di vita più lungo rispetto ad altre batterie ricaricabili. Nel corso degli ultimi 30 anni – così come riporta Wikipedia – hanno triplicato la loro densità energetica volumetrica e ridotto il costo di dieci volte. Ma non sono tutte rose e fiori, naturalmente. La direttiva europea EN 60086-4 classifica tali batterie come sostanze pericolose che necessitano di uno stoccaggio e di uno smaltimento specifici. Approfondiamo l’argomento evidenziando di seguito quanto inquinano le batterie al litio e quali sono le loro eventuali varianti ecologiche.
Cosa sono le batterie al litio
Si tratta di batterie costituite da celle singole o multiple agli ioni di litio. Questi ultimi circolano internamente tra il catodo e l’anodo. Gli elettroni, invece, si muovono nella direzione opposta nel circuito esterno. Questo movimento genera corrente elettrica. Tra i loro meriti, il fatto di aver reso più agevole l’elettronica di consumo portatile e di aver in qualche modo anche rivoluzionato la mobilità elettrica. E’ stato, nel 1985, Akira Yoshino a sviluppare il primo prototipo di batteria agli ioni di litio utilizzando un anodo di carbonio (anziché il litio metallico). Nel 1991, le batterie al litio come le conosciamo oggi, sono state introdotte sul mercato.
Quali sono gli svantaggi delle batterie al litio?
Attualmente, i principali svantaggi delle batterie al litio consistono nel costo e nella sicurezza. Oltre, naturalmente, che nel loro ruolo in fatto di inquinamento ed impatto ambientale (sui quali ci concentriamo in maniera più approfondita qualche paragrafo più sotto). Sono piuttosto costose da produrre, specialmente quelle ad alte prestazioni. Per quale motivo le batterie al litio sono considerate pericolose? Perché possono surriscaldarsi e addirittura prendere fuoco se non vengono utilizzate o ricaricate correttamente. Infine, sono soggette a un degradamento delle prestazioni con il passare del tempo e dei cicli di carica/scarica.
Batterie al litio, quanto inquinano?
Contrariamente a quanto si possa pensare, le batterie al litio inquinano non solo nel momento del loro smaltimento. Comportano infatti un significativo impatto ambientale già prima della loro produzione. Specialmente durante il processo di estrazione del litio. Questo richiede mesi, se non anni. Dopo la perforazione e l’estrazione della salamoia, i minerali vengono esposti all’evaporazione all’aria aperta, dando vita ad una miscela dalla quale viene estratto il carbonato di litio. Questo procedimento richiede una grande quantità di acqua, che viene tolta alle comunità locali e che, in ogni caso, genera una perdita di risorse idriche che può compromettere le attività agricole. Inoltre, l’energia richiesta dai processi chimici e nella manifattura durante la produzione del litio, comporta un’elevata impronta di carbonio.
Oltre quanto appena visto, c’è da considerare come la maggior parte delle batterie al litio non venga riciclata correttamente. E, quando lo si fa, il tasso di riciclaggio rimane comunque piuttosto basso per via degli alti costi dei processi che presuppone. Questo è un problema, in quanto tali batterie contengono metalli come cobalto, nichel e manganese. Tutte sostanze tossiche che possono contaminare le riserve idriche e gli ecosistemi se fuoriescono dalle discariche.
Varianti ecologiche delle batterie al litio
In un’epoca nella quale si sta disperatamente cercando di porre un freno all’uso dei combustibili fossili, è necessario valutare delle alternative ecologiche alle batterie al fine di immagazzinare energia da fonti rinnovabili e pulite. Come possono essere quella solare e quella eolica. Tra le antagoniste eco-friendly delle batterie al litio si annoverano quelle agli ioni di sodio, quelle agli ioni di calcio e le pile ricaricabili organiche.
Le batterie agli ioni di sodio (SIB) potrebbero ben presto evolversi come valide sostitute grazie all’abbondante disponibilità e al costo ragionevole del sodio. Nonché alla somiglianza tra le proprietà dei due metalli. Anche se, rispetto al litio, il Na è tre volte più pesante e possiede un potenziale elettrochimico standard inferiore. Seguono le batterie agli ioni di calcio (abbondante e poco costoso), che potrebbero essere considerate delle promettenti alternative grazie al rapporto costo-efficacia e all’elevata capacità volumetrica/gravimetrica. Ad oggi, però, le loro applicazioni pratiche sono ancora limitate.
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