ATTUALITÀ – Il litio e le auto elettriche

Se ne sapeva poco fino a qualche anno fa. Il successo del Litio è iniziato nel 2007, non appena l’applicazione nelle batterie ha dato qualche motivo di interesse. Oggi è indispensabile e principalmente per le auto elettriche. Il Litio ha una infinità di altre applicazioni che vanno dal nucleare alla farmaceutica, grassi e lubrificanti, metalli e tante altre.
Ma chi ha scoperto per primo le sue proprietà?
Il primo che ebbe una qualche idea fu nel 1800, un chimico brasiliano che lavorava in Svezia che esaminò una strana pietra che denominò petalite, ma solo qualche anno dopo Johan August Arfwedson chimico svedese trovò che quel materiale conteneva un nuovo elemento che denominò Lithion, (pietra,dal greco) e che aveva delle proprietà molto particolari.
Il suo primo utilizzo fu in medicina, negli anni Venti il composto fu impiegato come sedativo e ipnotico, negli anni ‘40, per pazienti con disturbi tipo maniacali e solo negli anni ‘60 venne introdotto negli Usa per pazienti con disturbo bipolare sotto forma di Sali di litio.
La prima applicazione nelle batterie nel 2006, la prova sperimentale fu su un’automobile Toyota per convertire i motori endotermici tradizionali in sistemi ibridi. Il prezzo dell’intervento, però, costava più dell’auto stessa.
Negli anni successivi molte aziende e ricercatori di tutto il mondo si sono prodigati per migliorare le prestazioni e la sicurezza di questo tipo di batterie, ritenute, oltretutto, pericolose perché passibili di incendio ed esplosione.
Nel 2019 la giuria del premio Nobel ha voluto insignire i chimici il tedesco John B. Goodenough – 97 anni e – l’inglese Stanley Whittingham, 78 anni, e il giapponese Akira Yoshino, 71 anni del prestigioso riconoscimento quali inventori della batteria a ioni di LITIO (li-Ion).
Il vantaggio delle nuove batterie agli ioni di litio sono principalmente la dimensione e la capacità di accumulo di energia, sono “leggere, ricaricabili, potenti” e con i nuovi accorgimenti saranno ricaricabili in 5 minuti. Questo grazie alle nuove tecnologie della Eve Energy Cinese e sviluppate dalla La società israeliana StoreDot – che con un finanziamento dal gruppo tedesco Daimler, da BP, Samsung e TDK per 130 milioni di dollari – potrà iniziare la produzione nel giro di un paio di anni.
Le batterie al litio, al momento e così come tutti gli altri tipi, hanno le stesse limitazioni, con il tempo tendono a perdere la carica ed esaurirsi, certo dipende molto dalla quantità dei cicli di utilizzo, dallo stoccaggio o dal tempo in cui l’auto rimane ferma. Inoltre, contengono del cobalto necessario per realizzare il catodo, il polo negativo della batteria. Le maggiori quantità di Cobalto provengono dal Congo dove creano grandissimi problemi di sfruttamento della popolazione con grave impatto sulla salute. Esistono nuove soluzioni che sostituiscono e potranno sostituire sempre più l’utilizzo del cobalto.
Il litio nel suo stato puro è un metallo tenero e colore argento, è il 25º elemento più abbondante nella crosta terrestre, non si trova in natura allo stato metallico, ma sempre legato ad altri elementi. È presente in piccola parte in quasi tutte le rocce in special modo granitiche e in buona quantità in alcuni tipi di argilla.
Attualmente la produzione, avviene per la più parte, da rocce granitiche o simili. Il  costo è molto alto per l’insieme delle varie fasi, estrazione, produzione, trasporto e raffinazione, oltretutto l’intero processo ha un fortissimo impatto sull’atmosfera per le forti emissioni di Co2.
L’alternativa più consistente è ricavarlo dai grandi laghi salati e ad un costo più che accettabile, e con minori emissioni CO2. In futuro potrà essere dal mare.
Si stima che gli oceani contengano circa 180 miliardi di tonnellate di litio diluito (circa 0,2 parti per milione). È necessario però separarlo dall’acqua e per farlo si procede con l’evaporazione, soluzione costosa per i lunghi tempi del processo e per una serie di trattamenti post estrazione per rimuovere gli elementi indesiderati.
Un metodo alternativo è quello dell’estrazione elettrochimica tramite elettrodi in grado di catturare ioni litio. Il processo è in via di perfezionamento e, quando messo a punto, darà un notevolissimo impulso all’utilizzo dell’acqua di mare.
La produzione attuale. Tra il 2008 e il 2018 la produzione annua totale dei principali Paesi produttori è passata da 25.400 a 85.000 tonnellate.
Secondo i dati forniti dall’United States Geological Survey, nel 2018 il principale fornitore di litio è stato l’Australia, con 51.000 tonnellate ottenute dalle miniere, davanti al Cile (16.000), alla Cina (8.000) e all’Argentina (6.200) che lo ottengono da laghi salati.
Tuttavia Argentina, Cile e Bolivia hanno le maggiori disponibilità con l’80% del litio del mondo. In Bolivia, il più povero dei paesi sudamericani, la fonte principale è il Salar de Uyuni, un’enorme distesa salina di oltre 10 mila chilometri quadrati a 3.600 metri di altitudine. Sotto la superficie del Salar de Uyuni, ci sono ingenti quantità di litio, finora sfruttate poco o niente.
Il problema è l’estrazione: costa molto e occorrono le competenze tecniche. Il processo richiede enormi quantità di acqua, il Cile, ne preleva dal mare, con il grande problema di doverla depurare dal sale e con gli effetti sull’ecosistema e sulla sussistenza delle comunità locali su cui si riversano le conseguenze ambientali della produzione.
Certo non appena la tecnologia per l’estrazione dall’acqua di mare sarà pienamente collaudata ed operativa, ogni paese che si affaccia sul mare potrebbe avere, in teoria, la propria produzione di litio… forse a quel punto e considerate tutte le opzioni, difficolta, smaltimento, magari carica solare ed eolica, le auto elettriche potranno diventare molto più competitive, ma in quali tempi?