Progetto STELLAR: l'Europa punta sulle batterie al litio metallico

Le batterie agli ioni di litio rappresentano oggi lo standard dominante per l'accumulo energetico, ma stanno progressivamente raggiungendo i limiti imposti dalla fisica e dalla tecnologia disponibile. La necessità di dispositivi con maggiore densità energetica spinge la ricerca verso soluzioni alternative, tra cui le batterie al litio metallico emergono come candidati particolarmente promettenti per la prossima generazione di sistemi di accumulo.

L'Istituto Fraunhofer per la matematica industriale ITWM ha avviato una collaborazione con 16 partner europei nell'ambito di STELLAR, acronimo che sta per "Safe, sustainable, and high-throughput production of reliable lithium metal anodes for gen 4b/4c/5 batteries". Le batterie al litio metallico offrono una densità energetica superiore rispetto alle controparti agli ioni di litio, caratteristica che si traduce in maggiore capacità di accumulo a parità di peso e volume. Vantaggi concreti derivano da tale proprietà: autonomie più estese per i veicoli elettrici e tempi di utilizzo prolungati per dispositivi portatili rappresentano solo alcuni dei benefici attesi.

Il Fraunhofer ITWM e i partner coinvolti mirano a trasformare tale potenziale teorico in realtà industriale attraverso lo sviluppo di un impianto pilota presso la sede belga di Avesta Holding, azienda specializzata nella produzione di batterie al litio che coordina l'intero progetto. L'impianto pilota utilizzerà una tecnologia di deposizione fisica da vapore roll-to-roll, con una capacità produttiva prevista di circa 60 chilometri di fogli anodici all'anno, con spessori del layer di litio compresi tra 5 e 15 micrometri. La sfida principale risiede nella gestione della reattività del litio metallico, elemento che richiede condizioni di produzione rigorosamente controllate e ambienti privi di atmosfera ossidante.

Il monitoraggio in linea delle proprietà del film durante il processo produttivo costituisce un aspetto cruciale del progetto, ed è previsto lo sviluppo di sistemi di metrologia ottica avanzata per controllare parametri chiave quali spessore dello strato, rugosità superficiale, conduttività elettrica e qualità dei bordi di taglio. Stefan Duran, responsabile del progetto presso Fraunhofer ITWM, ha sottolineato nel comunicato stampa ufficiale come l'ampio portafoglio di tecnologie di misurazione dell'istituto permetta di adattare individualmente i metodi più appropriati alle esigenze specifiche del processo.

Il finanziamento complessivo della Commissione europea ammonta a 7,9 milioni di euro per il periodo dal 1° giugno 2025 al 31 maggio 2029, con circa 757.000 euro destinati specificamente allo sviluppo della tecnologia di misurazione ottica da parte di Fraunhofer ITWM. STELLAR rappresenta un tassello fondamentale nella strategia europea per raggiungere l'autonomia nella produzione di batterie avanzate, con incluse strategie di economia circolare per massimizzare il recupero del litio durante la produzione e a fine vita delle batterie. L'obiettivo di essere indipendenti in un settore sempre più dominato da realtà cinesi è stato recentemente discusso anche dalla Presidente della Commissione europea Ursula von der Leyen, che ha spiegato nel dettaglio su cosa si fonda il progetto RESourceEU.