Perché le batterie non durano di più

Le pile che mia figlia utilizza per far abbaiare il suo cane meccanico non sono molto diverse da quelle che utilizzavo io, da bambino, per far girare la mia prima macchinina telecomandata. Sono passati più di trent’anni, e il mondo nel frattempo è cambiato almeno 10 volte. È caduto il muro di Berlino, è arrivato Internet, l’Europa ha una moneta unica e il telefono è diventato una sorta di computer tascabile. Eppure la nostra vita digitale dipende ancora da poche e preziosissime gocce di linfa stipata in piccoli accumulatori metallici.

Il fatto è che non esiste nessuna legge di Moore per le batterie. Le evoluzioni nella scienza dell’approvvigionamento energetico vanno a un passo nettamente più lento e compassato rispetto a ciò che succede nel mondo (dell’elettronica di consumo, ma non solo). Non lasciatevi ingannare dai miracoli del vostro nuovo smartphone o del vostro nuovo ultrabook. Se i dispositivi di ultima generazione durano circa il doppio di quelli di cinque o sei anni fa, il merito è soprattutto dei nuovi chipset e di tutte le piccole e grandi risorse hardware e software che hanno reso i nostri gadget nettamente più efficienti. Per fare un parallelismo con il mondo dei motori si potrebbe dire che il carburante non sia cambiato, sono i motori semmai che si sono fatti più parchi nei consumi.

C'era una Volta (o forse c'è ancora)
Sul piano tecnico, in fondo, le batterie che utilizziamo oggi non sono molto diverse da quelle di 10 o 20 anni fa, ma si potrebbe dire che non siano nemmeno troppo dissimili dalla pila di Volta. Oggi come 200 anni fa tutto ruota intorno a due elettrodi metallici capaci di generare una differenza di potenziale. È vero, i materiali si sono evoluti, dallo zinco si è passati al nichel e al Litio, ma sul piano strettamente concettuale poco è cambiato. “Per quanto la ricerca stia cercando di migliorare batterie al litio", spiega John Goodenough, uno dei più autorevoli cervelli in materia, "la tavola periodica è limitata". Se pensate che da qui ai prossimi cinque anni il vostro smartphone passi dall’autonomia di un giorno a quella di una settimana, insomma, siete fuori strada.

La scienza sta cercando nuovi metalli per migliorare batterie al litio, ma la tavola periodica è limitata

Eppure il mondo ha un bisogno sfrenato di energia in formato tascabile. Negli ultimi 25 anni, fa notare Cnet, in pratica dall’avvento delle unità al Litio (1990) ad oggi, la domanda mondiale di batterie è praticamente raddoppiata (dati Avicenne Energy). E aumenterà di un altro 45% nei prossimi sei anni. Previsioni che obbligano la scienza a cercare - e possibilmente trovare - nuove soluzioni. Già ma quali? Per far crescere l’industria delle batterie, servono figure molto specializzate e investimenti imponenti. Intendiamoci, anche una startup può lavorare su una tecnologia rivoluzionaria, ma per passare dal laboratorio al mercato occorre la potenza di fuoco di un brand di caratura mondiale. Non è un caso che dietro i programmi più importanti sviluppati su questo fronte, dalle batterie Litio-aria e quelle zolfo-sodio,  ci sia lo zampino delle grandi stelle del firmamento tecnologico, è il caso ad esempio di IBM.

Il traino arriverà dalle auto
In questo senso, c’è molta attesa per capire che ruolo giocheranno i produttori di auto, e in particolare di auto elettriche. La domanda di energia in questo settore, fa notare uno studio Lux Research, raddoppierà da qui al 2020, per una spesa complessiva pari a quasi 21 miliardi di dollari. Tesla, forse il player più rappresentativo nel mondo delle quattro ruote a energia pulita, è già al lavoro per mettere in piedi quella che è stata ormai soprannominata la gigafactory delle batterie, una fabbrica formato monstre che sfrutterà un investimento complessivo di 5 miliardi di dollari per costruire batterie di nuova generazione.

L’obiettivo, a breve termine, sarà quello di abbattere del 30% i costi di produzione delle batterie al litio (ad oggi fra i componenti più costosi di un auto elettrica) ma in proiezione futura si lavorerà anche sui nuovi materiali, sui nuovi formati e soprattutto sulle nuove tecnologie. Un progetto, quello dell’azienda di Elon Musk, che ha fatto venire l'acquolina in bocca a tutti i principali player del mondo hi-tech: Panasonic ha già siglato un accordo di collaborazione mirata allo sviluppo di celle agli ioni di litio e c’è addirittura chi scommette sul fatto che prima o poi Apple acquisterà l'intera Tesla, ingolosita (anche) dai giga-investimenti dell’azienda americana nel settore dell’energia.

Perché qualsiasi cosa ci riservi il futuro - dagli occhiali di Google alle macchine che si guidano da sole - una cosa è certa: per ancora molti anni, ma potremmo dire secoli, qualsiasi oggetto della nostra mobilità avrà bisogno di essere ricaricato.