Le batterie non seguono la legge di Moore

Gordon Moore, cofondatore di Intel, aveva previsto un raddoppio della potenza di elaborazione dei calcolatori approssimativamente ogni due anni. La sua non era una legge fisica ma una osservazione empirica, che la realtà degli ultimi decenni ha solo confermato. Alcuni però sono portati a pensare che quasi tutta la tecnologia possa seguire questa crescita esponenziale, per esempio che le prestazioni delle auto crescano usando una sempre minor quantità di carburante.

Alimentiamo tutti i dispositivi elettronici portatili con batterie agli ioni di litio, perché non dotare le nostre auto delle stesse sorgenti di energia? Abbiamo già un'infrastruttura per la generazione e distribuzione di elettricità, se solo avessimo batterie tali da immagazzinare energia sufficiente ad alimentare una macchina per diverse centinaia di chilometri, non molto pesanti né troppo costose, il gioco sarebbe fatto.

Purtroppo tali batterie non esistono. Il motivo per cui vi è una legge di Moore per i microprocessori è che gli elettroni sono così piccoli da non necessitare di spazio fisico su un chip, dato che la miniaturizzazione di questi componenti è limitata dalla tecnologia litografa utilizzata per produrli. Le batterie invece contengono ioni che trasportano la carica: gli ioni sono grandi e occupano spazio, così come anodi, catodi ed elettroliti. I potenziali elettrici di una batteria dipendono dalle reazioni chimiche che avvengono all'interno, pertanto un significativo miglioramento della capacità potrebbe avvenire solo passando ad una chimica diversa.

In passato sono stati fatti esperimenti con batterie del tipo litio/aria che permettono di contenere la stessa energia di un serbatoio di carburante tradizionale a parità di volume, ma gli sviluppi non hanno raggiunto la possibilità di produrli industrialmente. Si può dire quindi che non ci sono ancora grosse novità, anche se la ricerca è sempre al lavoro: è stato infatti creato un consorzio internazionale negli USA (Joint Center for Energy Storage Research) con l'ambizioso traguardo di incrementare la densità di energia stoccata di un fattore 5 in cinque anni.

Aspettando una svolta nel campo dei sistemi di accumulo, abbiamo una risorsa preziosa e forse poco utilizzata: l'efficienza energetica. Un'automobile può essere resa energeticamente più efficiente riducendo il peso e la potenza, migliorandone l'aerodinamicità; oppure facendo uso di sistemi di propulsione ibridi. Ma ovviamente si può spingere (specie governativamente) per migliorare il trasporto pubblico, renderlo più green attuando politiche di mobilità sostenibile a 360°. Naturalmente le auto a combustibile fossile non spariranno del tutto, ma ridurne gli effetti ambientali è strettamente necessario, nell'attesa che la tecnologia delle batterie cambi drasticamente e ci possa far muovere con la sola forza degli elettroni.

(autore: Giacomo Matera Capicciuti)