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La Straordinaria Storia del Litio [Riflessione]

I cumuli di sale boliviano nel Salar de Uyuni, la più grande salina del mondo, custodiscono appena al di sotto del suolo un enorme quantità di litio che potrebbe plasmare il futuro del carburante.

La Storia del Litio e delle tue batterie

Questa è la storia del Litio, l’elemento chimico della tavola periodica (simbolo Li) che nella sua forma pura, è un metallo soffice color argento e che permette di tenere in vita la maggior parte dei device mobile esistenti sul pianeta Terra.

Per nostra fortuna, ad oggi, il litio è un elemento presente in grande quantità: le più grandi riserve sono in Sudamerica e i tre paesi della regione – Cile, Bolivia e Argentina – detengono il 75 per cento delle riserve di litio del mondo.

Ma è nei 12mila chilometri quadrati del Salar de Uyuni in Bolivia, che si stima ci sia la più grossa riserva, oltre 100 milioni di tonnellate di litio.

Fonte:El Diario

Sotto il sale si trova una soluzione di salamoia che contiene circa la metà delle riserve mondiali di litio, o abbastanza per fare batterie per oltre 4,8 miliardi di auto elettriche in futuro.

Il Litio, il metallo più leggero al mondo, può essere estratto dalle rocce o estratto dall’acqua. Il metodo di estrazione che si usa nel Salar de Uyuni è il seguente; I tecnici pompano l’acqua ricca di minerali in superficie,in apposite vasche, infine si aspetta che evapori.

NTY:link

Questa soluzione acquosa del sale, detta salamoia, contiene una mistura di sodio, potassio, magnesio e litio, che è separato (trattamento chimico) e poi venduto. Il litio che si va concentrando in queste gigantesche vasche si attesta intorno al 6%

Per molti anni, le batterie al nickel-cadmio furono le uniche batterie, adatte per apparecchi portatili di comunicazione wireless e per il mobile computing.

Nei primi anni 90, emergono batterie al Nichel-metalidrato (NiMH) e al litio-ione (Li-Ion), combattendo faccia a faccia per ottenere l’accettazione del cliente.

Oggi, l’ha spuntata decisamente la bateria agli ioni di litio.

Le batterie che contengono i litio (ipod/smartphone/computer) hanno il triplo dell’energia di quelle al nichel/metallo e il doppio della potenza.

E’ di energia/potenza c’è sempre più bisogno: dati alla mano nel 2005 dipendevano dal litio qualcosa come 50 milioni di notbook, 800 milioni di cellulari e 80 milioni di macchine fotografiche (reflex e compatte).

Queste tipo di batterie sono caratterizzate da una maggiore durata della batteria in un pacco molto più leggero, cosa non da poco e attrattiva per le case automobilistiche.

È inoltre possibile ricaricare le batterie agli ioni di litio quando più coviene, senza aspettare tutto il processo di carica o scarica necessario invece per mantenere le massime prestazioni nelle batterie basate al Nichel.

Lo svantaggio della batteria al Li-Ion è che presenta un degrado progressivo anche se non viene utilizzata (ha una durata di conservazione fissa, a partire dal momento della fabbricazione, indipendentemente dal numero di cicli di carica/scarica).

Svantaggio ovviamente poco pubblicizzato dai produttori, che insieme all’altro terribile nemico “il calore” (una temperatura superiore ai 25°) rappresenta uno di quei motivi che fanno andare in disuso una bateria per netbook in meno di 2 anni se non si prendono le dovute precauzioni.

A differenza delle batterie al nichel-cadmio, le batterie agli ioni di litio andrebbero caricate presto e spesso.

Se non vengono utilizzate per un lungo periodo, è preferibile caricarle al 40% prima di metterle in deposito. Perchè al 40 e non al 100%?

Si è dimostrato che una batteria Li-Ion depositata al 40% di carica durerà molte più volte di una depositata al 100%, particolarmente alle alte temperature: questo stoccaggio è consigliato, appunto, se si prevede un’inutilizzo della bateria per un lungo periodo (un mese o più).

Perchè si dice spesso che il contenitore di una batterie al litio non andrebbero mai aperto? perchè oltre alle sostanze inalanti dannose c’è il problema del possibile danneggiamento del dispostivo di protezione.

Si perchè, tutti i dispostivi al litio (dall’iPhone al Notebook)  sono equipaggiati con un circuito che spegne il sistema quando la batteria viene scaricata sotto la soglia predefinita. Sotto quella soglia c’è il rischio di un danneggiamento irreparabile e i famosi incendi al pacco batteria (si stima essere di uno ogni tot milioni di unità).

In pratica quando il vostro dispostivo si spegne automaticamente, non lo fa perchè ha raggiunto la scarica profonda, lo zero teorico di carica, ma per un motivo di sicurezza dato appunto dal circuito interno alla batteria che si aziona e impedisce tensioni troppo basse.

In generale quindi:

Una batteria agli ioni di litio fornisce circa 300-500 cicli di scarica / carica. Vedi anche suggerimenti su come prolungare una batteria del tuo cellulare

Frequenti scariche complete dovrebbero essere evitate quando possibile. Invece, è ottimale caricare la batteria più spesso o al limite ricaricarla intorno al 20% di scarica. Una volta al mese è consigliabile invece scaricarla completamente, questo e molto altro secondo Battery university.


Anche livello di tensione del pacco batteria gioca un ruolo importante alla longevità: un batteria di 4,3 volt di tensione avrà un ciclo di vita (carica/scarica) inferiore di una a 4,2 e cosi via..

Ma c’è un problema:

Nonostante gli sforzi incessanti di ingegneri e produttori la tecnologia al litio non progredisce come si deve!

Secondo  l’ex direttore di Bell Labs, esperto di batterie agli ioni di litio, la tecnologia delle batterie migliora al tasso irrisorio del 7 per cento o meno di un anno, confrontato con i miglioramenti del 35 per cento tipico d’ellettronica high-tech.

Detto in altri termini, come ha scritto anche Wired US, le loro prestazioni sono cresciute solo di 8 volte in 150 anni di storia.

Ogni sei mesi circa, comunque, si ricombina e ottimizza la soluzione del Litio con discreti successi (pubblicizzato molto da Apple).

Rimane un bel problema per le case automobilistiche e per le prossime Electric Car. Vedi ancheChi ha ucciso l’auto elettrica“.

Tesla Motors, Hero Model

Per ora l’unico caso degno di nota in fatto di prestazioni è quella di Tesla Motor, finanziata anche da Google:

La batteria contiene 6.831 celle agli ioni di litio con la più alta densità di energia nel settore, che significa ben 56 kWh di energia.

Queste Roadster sono progettate per cariche da quasi tutti i tipi di presa: 120 volt o 240 volt:la ricarica di una notte  permette alla vettura di compiere ben 245 miglia.

Stima del costo annuo dei diversi tipi di carburante

Il futuro del litio comunque non è incerto: le sole riserve della Bolivia bastno per i prossimi 100 anni, poi dobbiamo sommarci quelle di Cina,Cile,Argentina e negli ultimi tempi anche quelli scoperti nel nord dell’Afghanistan che si stimano essere qualcosa di stupefacente più della Bolivia,forse.

Intanto al MIT di Boston si sperimenta la batteria al litio perfetta che si ricarica in pochi secondi, attraverso la messa a punto di un nuovo processo produttivo.

E sempre un team di ricercatori del MIT usa i nanotubi al carbonio, grazie alla nanotecnologia, anche per realizzare l’anodo di una batteria.

Il risultato è una batteria che immagazzina 10 volte l’energia di una classica soluzione agli ioni di litio.

Futuro prossimo

Litio in Bolivia: Salar de Uyuni

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Foto:nationalgeographic.com






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