La decarbonizzazione delle nostre società passa necessariamente per l’elettrificazione dei trasporti e dell’industria. Ma come ogni soluzione ad un problema complesso, anche l’elettrico nasconde le sue insidie. Le batterie necessarie per sostituire i motori a combustione, ad esempio, necessitano di materiali e processi intrinsecamente inquinanti, la cui produzione rischia di ridurre, o azzerare, i benefici ambientali delle nuove tecnologie. È il caso del nichel, elemento insostituibile nei modelli di batteria al litio più diffusi sul mercato dell’auto, la cui estrazione con metodi tradizionali oggi produce circa 20 di CO? per ogni tonnellata di materiale raffinato. Un nuovo studio, pubblicato su Nature da un team di ricercatori del Max Planck Institute for Sustainable Materials, propone però una soluzione carbon free: un metodo per l’estrazione del nichel che non produce gas serra e permette di risparmiare sensibilmente l’energia necessaria.
Il nichel ovviamente non è l’unico metallo contenuto nelle batterie elettriche, né il più inquinante in termini di emissioni di gas serra. Ha comunque un impatto importante in termini di CO?, destinato a crescere con l’allargamento del mercato delle auto elettriche previsto nei prossimi anni, che dovrebbe raddoppiare la domanda globale di nichel entro il 2040, facendola arrivare a sei milioni di tonnellate l’anno, di cui tre milioni solo per la costruzione di batterie.
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La produzione di nichel green è quindi una delle strade da percorrere per assicurare che la transizione ecologica non finisca semplicemente per spostare l’inquinamento da un punto ad un altro del ciclo di produzione dell’energia. “Continuando a produrre nichel con le tecniche convenzionali e utilizzandolo per l’elettrificazione stiamo solo spostando il problema, invece di risolverlo”, sottolinea a proposito Ubaid Manzoor, ricercatore del Max Planck Institute che ha collaborato allo studio.
Tradizionalmente, l’estrazione del nichel fa affidamento sui minerali di elevata purezza, più rari. Quelli di minore purezza devono infatti essere estratti con un processo a più fasi, che vanno dalla calcinazione (un processo termico che si utilizza per ottenere l’ossido di nichel da composti come idrossido, carbonato o nitrato di nichel), alla fusione, alla riduzione e raffinazione del materiale, tutte operazioni energivore e particolarmente inquinanti in termini di emissioni.
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La nuova tecnica prosta da Manzoor e dal suo team permette di utilizzare i minerali meno puri, e di effettuare tutti i passaggi necessari all’estrazione del nichel in un’unica fornace, utilizzando plasma di idrogeno che permette di tagliare dell’84% le emissioni di CO? e di ridurre del 18% i consumi energetici. Garantirebbe quindi un importante risparmio di energia, minori emissioni dai processi di raffinamento, e amplierebbe la disponibilità di materiali grezzi, permettendo di utilizzare i minerali meno puri anche per applicazioni di alta precisione, come le batterie.
In laboratorio la tecnica si è rivelata estremamente promettente, ma per vedere un’applicazione reale deve essere scalata per funzionare efficacemente a livello industriale. Ed è quello a cui lavorano ora i ricercatori del Max Planck Institute.
