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Dalle matite alle auto elettriche: il grafene per un futuro più green

11/05/2021

Scienza, cultura e ricerca

Dalle matite alle auto elettriche: il grafene per un futuro più green
Una rappresentazione di molecole di grafene

E se fosse il materiale di cui sono fatte le matite ad alimentare le macchine del futuro? È l’idea innovativa alla base del progetto sull’accumulo di energia con sistemi litio-zolfo, coordinato all'Università di Ferrara dal Professor Jusef Hassoun con affiliazione all’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT).

Il progetto si sviluppa nell’ambito di Graphene Flagship, un’iniziativa europea che vede la collaborazione tra più di 160 partner accademici e industriali provenienti da 23 diversi paesi europei. Obiettivo: contribuire all’innovazione tecnologica esplorando nuovi utilizzi del grafene, il materiale presente nelle mine delle matite con cui scriviamo e che nei laboratori si è già dimostrato ricco di potenzialità.

L’iniziativa Graphene Flagship è nella sua terza fase, detta Core 3, focalizzata sulle applicazioni industriali. Il gruppo di ricerca coordinato dal Professor Hassoun si concentrerà sullo studio delle qualità elettrochimiche del grafene, con l’obiettivo  di combinarlo con altri composti e ottenere accumulatori di energia, ovvero batterie, più performanti. 

Lo zolfo è un elemento molto abbondante in natura, che si è dimostrato un valido candidato per applicazioni in batterie. Questo materiale innovativo, che rende le reazioni chimiche all’interno dell’accumulatore più efficaci, garantirebbe un aumento di energia specifica, quindi di energia accumulata per kg di batteria, e un alleggerimento dell’oggetto stesso. Le ricerche si svolgeranno per i prossimi due anni nei laboratori dell’Università di Ferrara

“Prendiamo ad esempio le auto elettriche: un accumulatore che possa contenere più energia a parità di peso rispetto a quelli solitamente utilizzati assicurerebbe un aumento dell’autonomia chilometrica per singola carica”, spiega il Professore Hassoun. 

Il settore automobilistico è quindi il primo che potrebbe godere di queste tecnologie di frontiera, dove un aumento di autonomia potrebbe portare le auto elettriche allo stesso livello di quelle a combustibili fossili.

I vantaggi per l’ambiente non si esauriscono qui. Le batterie litio-grafene-zolfo risulterebbero meno impattanti delle batterie litio-ione attualmente più diffuse, che contengono cobalto, manganese e nichel. Il Professore Hassoun assicura che è stata riservata una particolare attenzione anche al modo in cui verrà prodotto il grafene, per non annullarne gli effetti ambientali vantaggiosi proprio in questa fase.

Anche la ricaduta economica sembrerebbe innegabile: 

“Al momento, una tipica utilitaria con motore a combustione interna può costare circa 16mila euro. Nel caso di un’auto elettrica, a tale cifra che copre in genere la componentistica si deve aggiungere il costo della batteria, che può raggiungere valori fino a 10mila euro. Quindi, abbassare i costi delle batterie porterebbe il prezzo dell’auto elettrica vicino a quello di una utilitaria convenzionale, rendendola estremamente competitiva”. 

Un ulteriore passo per favorire la diffusione di un modo meno inquinante di muoversi, senza fare affidamento solo sugli incentivi statali.

“Migliorare le performance e allo stesso tempo abbassare i prezzi non è facile” sottolinea il Professor Hassoun, mettendo a fuoco le importanti sfide di questo progetto. La sua visione è però positiva: “Il grafene è un materiale innovativo e dalle promettenti potenzialità; inoltre, lo scaling-up per svariate applicazioni sembra possibile” conclude, ponendo lo sguardo in un futuro prossimo in cui la batteria contenente il grafene passerà dai laboratori accademici all’industria.

A cura di LUCIA MASCOTELLI, studentessa del Master in Giornalismo e Comunicazione Istituzionale della Scienza dell'Università di Ferrara