Litio: il metallo da premio Nobel che ha cambiato il Mondo (e le nostre vite)

Le batterie al litio sono la ragione per cui Stanley Whittingham, John Goodenough e Akira Yoshino hanno ricevuto il Nobel per la chimica del 2019. Ad aprire la strada, Whittingham negli anni ’70, liberando un elettrone esterno del litio, rendendo così possibile la realizzazione della prima batteria basata su questo elemento. Goodenough prosegue rendendo questa innovazione più efficace, mentre Yoshino utilizza gli ioni del litio, rendendo così la batteria più sicura e utilizzabile in larga scala. Dalle prime batterie ingombranti e scarsamente efficienti, siamo passati ad averne di diverse forme e dimensioni. Quelle alcaline possono essere utilizzate una sola volta, mentre l’80% del mercato è dominato dalle batterie ricaricabili: al piombo, al nichel, ma soprattutto, oggi, agli ioni di litio. Queste ultime hanno permesso la più recente rivoluzione digitale e tecnologica. Ad esse dobbiamo il wireless, gli smartphone, i laptop, le fotocamere digitali e i tablet che hanno trasformato letteralmente le nostre vite. Le batterie al litio sono importanti soprattutto nell’ambito delle economie circolari, basate sulle energie rinnovabili. Insomma, sono un’arma in più contro il cambiamento climatico.

La geopolitica del litio

Sul National Geographic è stata pubblicata una intervista al vicepresidente della Bolivia, dove nella zona del Salar de Uyuni, la più grande salina del mondo, si estrae il litio. Lì si troverebbe circa il 17% di tutto il litio estraibile del pianeta. Da una parte è in gioco una importante risorsa naturale, dall’altra si deve pensare a un Paese dove circa il 40% della popolazione è in condizioni di povertà. Il litio si trova soprattutto nel Sudamerica (l’80% di tutte le riserve del mondo). Il problema non è tanto trovarlo, quanto avere le competenze scientifiche e tecniche per estrarlo e produrre le batterie. In questo campo sappiamo che la Cina sta investendo tantissimo. Si parla quindi di una “geopolitica del litio” e del divario tra chi possiede le competenze tecniche ma non buona parte del litio e viceversa, e chi detiene gran parte dei giacimenti, ma non possiede buone competenze per estrazione e produzione.

Perché proprio il litio? 

La colpa e il merito di tutti questi cambiamenti, a seconda di come vogliamo considerare il ruolo del litio nell’economia. Si tratta di un elemento, il terzo nella tabella periodica degli elementi. Eppure non abbiamo pensato subito alla possibilità di usarlo. Il professor Pellegrino Conte, docente di Chimica agraria al dipartimento di Scienze agrarie e forestali dell’università degli studi di Palermo, spiega a Open quali sono le caratteristiche vincenti che hanno permesso al litio di diventare così importante nella produzione di batterie.

Parliamo quindi di un tipo di batterie che hanno cambiato il nostro modo di vivere.

«Ho scoperto da poco che oggi grazie alle batterie al litio esistono persino gli aspirapolvere wireless – racconta il professore – anche i pacemaker funzionano con le batterie, così come altri dispositivi biomedici.

Il litio è importante anche dal punto di vista chimico, perché permette di realizzare batterie più leggere e meno ingombranti di quelle al piombo. Inoltre, il numero di ricariche possibili è notevolmente più ampio: se quelle al piombo possono avere 100/200 ricariche, quelle al litio possono arrivare a migliaia di ricariche».

Cos’ha di speciale chimicamente il litio per le batterie?

«Basti pensare che il litio ha massa atomica pari a 6,9u, mentre il piombo arriva a 207,2u – continua Conte -. Quindi significa che a parità di quantità di corrente che si può sviluppare, serve molto meno litio rispetto al piombo.

Immaginate di dover tener collegato un pacemaker a una batteria al piombo: non avremmo la stessa efficienza e praticità. Un maggiore numero di ricariche significa anche tardare il momento in cui getteremo via le batterie, riducendo l’impatto ambientale».

Perché non ci abbiamo pensato prima?

«Perché si tende a utilizzare prima il metallo immediatamente più disponibile – spiega il professore -. Inoltre, lo sviluppo della tecnologia e la miniaturizzazione, come nel caso degli smartphone, hanno portato a nuove esigenze di peso e spazio ridotti.

Anche nei mezzi di trasporto avere batterie più leggere significa consumare meno carburante. Un laptop come quelli attuali non sarebbe possibile se solo la batteria dovesse pesare più di quattro chili. Così alla ricerca di batterie sempre più leggere è venuto fuori prima il nichel e infine il litio».

Foto di copertina: Kanijoman/Litio.

Per approfondire:

• Nobel prize in chemistry awarded for development of lithium-ion batteries – as it happened – The Guardian
• Nobel Prize in Chemistry awarded for research on lithium batteries – The Local Sweden 
• This metal is powering today’s technology—at what price? – National Geographic 
• La poco nota geopolitica del Litio – Agi
• Bruno Fornillo & Co., Geopolitica del Litio

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