Cosa sappiamo delle batterie per smartphone e auto elettriche prodotte dalla carta straccia

Gli scienziati della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) hanno annunciato lo sviluppo di una nuova tecnica che permette di convertire la carta straccia, da imballaggi, sacchetti monouso e scatole di cartone, in un componente cruciale delle batterie agli ioni litio. Il processo, chiamato carbonizzazione, si basa sull’esposizione a temperature elevate (1200 °C) della carta, che viene ridotta a carbonio puro, a sua volta trasformato dai ricercatori in elettrodi (anodi) per le batterie ricaricabili che alimentano dispositivi come smartphone e tablet, oppure i veicoli elettrici. Poiché la carbonizzazione avviene in assenza di ossigeno, il processo emette quantità trascurabili di anidride carbonica, rappresentando un’alternativa più ecologica allo smaltimento della carta da macero attraverso l’incenerimento, responsabile della produzione di grandi quantità di gas serra. I soli prodotti di scarto del processo sono vapore acque e alcuni oli, che possono essere utilizzati per i biocarburanti.

Gli anodi in carbonio prodotti dagli scienziati hanno anche dimostrato durata, flessibilità e proprietà elettrochimiche superiori di quelli convenzionali, dando prova nei test di laboratorio di poter essere caricati e scaricati fino a 1.200 volte, che almeno il doppio della durata degli anodi delle attuali batterie dei telefonini. Le batterie che utilizzano gli anodi realizzati dalla NTU Singapore possono inoltre sopportare un stress fisico maggiore, assorbendo fino a cinque volte più pressione da schiacciamento. I risultati dei test sono stati pubblicati nel dettaglio in un articolo sulla rivista Additive Manufacturing.

Dalla carta alle batterie per smartphone e auto elettriche

La conversione della carta in anodi per batterie richiede un minore impiego di processi ad alta intensità energetica e di metalli pesanti rispetto alle attuali tecniche di produzione. E poiché l’anodo vale dal 10% al 15% del costo totale di una batteria agli ioni litio, il nuovo metodo offre un vantaggio ulteriore in termini di costi di produzione, che si somma all’utilizzo di una materia prima di scarto a basso costo.

Nella sola Singapore, hanno precisato gli studiosi, la carta da macero rappresenta quasi un quinto dei rifiuti prodotti nel Paese, ma ha una grande impronta ambientale rispetto alla plastica, a causa del maggiore contributo di emissioni che derivano dall’incenerimento. L’attuale innovazione, che offre l'opportunità di riciclare i prodotti di scarto e ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili, potrebbe dunque accelerare la transizione verso un’economia circolare, l’uso di materiali green ed energia pulita, riflettendo l’impegno della NTU nella mitigazione dell’impatto antropico sull’ambiente.

“Il nostro metodo converte un materiale comune e onnipresente come la carta in un altro che è estremamente durevole e molto richiesto – ha spiegato Lai Changquan, assistente professore della School of Mechanical & Aerospace Engineering della NTU, che ha guidato il progetto – . Ci auguriamo che i nostri anodi soddisfino la crescente esigenza mondiale di un materiale sostenibile e più ecologico per le batterie, riducendo non solo le emissioni di carbonio del processo, ma anche la dipendenza dai metodi minerari e industriali pesanti”.

Il team della NTU, che condurrà ulteriori ricerche per migliorare la capacità di accumulo di energia del loro materiale e ridurre al minimo l’energia termica necessaria per convertire la carta in carbonio, ha già depositato un brevetto presso NTUitive, la società di innovazione e impresa di NTU, e sta anche lavorando alla commercializzazione dell’invenzione.