Con un finanziamento di 4 milioni di euro, il progetto ORANGEES mira a sviluppare batterie green e performanti impiegando materiali avanzati, a basso impatto ambientale e a basso costo ma ad alto rendimento e livello di sicurezza.
Il programma è animato da una partnership tutta italiana, che coinvolge il Consiglio nazionale delle ricerche in qualità di capofila, affiancato da ENEA, Consorzio interuniversitario nazionale per la scienza e tecnologia dei materiali, IIT - Istituto Italiano di Tecnologia, RSE - Ricerca sul Sistema Energetico e Standex International Corp.
Attualmente le batterie agli ioni di litio costituiscono il sistema di accumulo energetico dominante. Tuttavia, la domanda di litio è aumentata rapidamente e il suo consumo è cresciuto del 7-10% l’anno, imponendo la necessità di sviluppare chimiche alternative per nuovi sistemi di stoccaggio.
Le attività di ricerca del progetto ORANGEES sono rivolte allo studio di nuovi materiali ibridi (organici/inorganici) o prettamente organici ottenuti da scarti dell’industria agroalimentare (caseina, siero del latte, cheratina, fico d’India e cellulosa).
L’obiettivo è quello di validare i nuovi materiali sia per prestazioni elettrochimiche che per incrementarne la sostenibilità ambientale, diminuendo sempre più in questi sistemi di accumulo la componente inorganica, come litio e cobalto, metalli che rientrano nella lista UE delle 34 materie prime critiche.
Il programma si articola in cinque linee di ricerca, di cui tre dedicate alle attività sperimentali sui materiali utilizzati per i componenti di batterie e super condensatori.
La prima delle tre linee sperimentali è orientata alla realizzazione di componenti ibridi e favorire l’abbassamento dei costi a parità di performance, ma anche al miglioramento delle prestazioni di accumulo (soprattutto rispetto al litio) e della sicurezza (con lo sviluppo di elettroliti semi-solidi).
La seconda linea sperimentale è rivolta allo studio di diverse tipologie di composti organici come potenziali sostituti dei materiali presenti negli attuali sistemi di accumulo; saranno validate nuove soluzioni tecnologiche per mantenere le performance delle batterie “tradizionali”, consentendo al tempo stesso di ridurre l’impatto ambientale, dalla produzione allo smaltimento.
Quest’ultimo aspetto è ancora più centrale nella terza linea di ricerca focalizzata sui materiali organici derivanti dal riutilizzo di scarti industriali, per individuare soluzioni “green” di facile reperibilità o provenienti da processi di economia circolare di altre filiere.
I materiali organici più promettenti saranno successivamente investigati attraverso simulazioni al computer, analisi del ciclo di vita e test condotti in collaborazione con il partner industriale Standex International per verificare il potenziale beneficio a livello di prestazioni elettrochimiche finali.
