Batterie di nuova generazione: la corsa oltre il litio per reggere la fame di energia dell’elettrificazione

Dallo “stato solido” al sodio, passando per litio-zolfo e materiali autoriparanti: un survey dell’Università di Sharjah riaccende i riflettori su chimiche e design che potrebbero cambiare sicurezza, costi e sostenibilità dello storage

L’energia si sta spostando sempre più dentro le batterie: auto elettriche, reti che devono assorbire rinnovabili intermittenti, data center e industria. In questo scenario, i ricercatori dell’Università di Sharjah hanno pubblicato un’ampia ricognizione sulle “next-generation batteries”, sostenendo che l’era del solo litio-ione – pur ancora dominante – si stia avvicinando a un plateau prestazionale e che serva una roadmap “chimicamente neutra” per accelerare alternative più sicure e sostenibili oltre il 2030.

Un mercato in rapida evoluzione

Il punto non è decretare un vincitore unico, ma costruire un portafoglio di soluzioni: alcune chimiche sono promettenti per l’auto, altre per lo storage di rete, altre ancora per applicazioni stazionarie dove contano più durata e costo che densità energetica. La stessa International Energy Agency (IEA) descrive un mercato in rapida evoluzione già dentro il mondo “tradizionale” delle batterie per veicoli: la chimica LFP (litio-ferro-fosfato) ha superato il 40% della domanda globale EV per capacità nel 2023 e continua a guadagnare spazio per ragioni di costo e sicurezza.

Il vero salto, però, potrebbe arrivare da innovazioni di design più che da singoli materiali “miracolosi”. Un esempio spesso citato è l’adozione di elettroliti solidi o polimerici avanzati: eliminare o ridurre i liquidi infiammabili è una delle strade più promettenti per aumentare la sicurezza (tema centrale anche per l’accettazione pubblica e per la regolazione). È la logica che sostiene molta ricerca sullo stato solido e, nel racconto dell’Università di Sharjah, anche sulle soluzioni “self-healing”, cioè elettroliti o componenti capaci di riparare micro-danni e ridurre il degrado nel tempo.

Le batterie al sodio

Tra le alternative più concrete nel breve-medio periodo spiccano le batterie al sodio. Il sodio è più abbondante e meno esposto a colli di bottiglia geopolitici rispetto al litio: questo non significa “gratis”, ma potenzialmente più stabile come filiera. Nel 2025 CATL ha lanciato il brand dedicato (Naxtra) e ha comunicato obiettivi di industrializzazione, mentre diversi osservatori vedono nel sodio un candidato naturale per lo storage stazionario e per veicoli “entry-level” o mercati sensibili al costo.

Anche la ricerca accademica e industriale sta spingendo su prestazioni e ricarica rapida del sodio: risultati sperimentali e prototipi puntano a ridurre il gap di densità energetica rispetto alle LFP e a migliorare la cinetica degli ioni, uno dei talloni d’Achille storici della tecnologia. E, sul fronte mercato, il fatto che l’IEA citi il sodio come tecnologia che potrebbe ritagliarsi un ruolo soprattutto quando i prezzi del litio risalgono (o in climi freddi, dove alcune chimiche soffrono) è un segnale di maturazione del dibattito: non più “se”, ma “dove conviene”.

Le chimiche ad altissima densità

Poi c’è il filone delle chimiche ad altissima densità, come litio-zolfo e litio-metallo, che promettono – sulla carta – autonomie superiori e un uso di materiali potenzialmente più economici (lo zolfo è abbondante), ma pagano ancora scotto su stabilità e cicli. La letteratura recente insiste proprio su questo: il litio-zolfo è promettente, ma la commercializzazione è frenata dal “polysulfide shuttle”, dalla scarsa conducibilità dello zolfo e dalle variazioni volumetriche durante la carica/scarica. Per questo la ricerca si concentra su microstrutture dei catodi, confinamento dei polisolfuri e architetture dei materiali.

In parallelo cresce l’attenzione all’impatto ambientale complessivo, che oggi non può più essere un capitolo a margine. Una review open access del 2025 mette in fila il tema in modo netto: non basta aumentare l’energia per chilogrammo, bisogna valutare disponibilità delle materie prime, processi produttivi, riciclo, impronta carbonica e rischi tossicologici. In altre parole, una batteria “migliore” sulla carta può essere una batteria peggiore se non regge a scala industriale o se trasferisce il problema a monte (estrazione) o a valle (fine vita).

La domanda di rete

Qui entra in gioco anche la domanda di rete. Per bilanciare rinnovabili e consumi elettrificati serve capacità e potenza in modo crescente: l’IEA ricorda che lo storage idroelettrico a pompaggio resta il più diffuso, ma le batterie “grid-scale” sono tra i segmenti che corrono di più e sono destinate a coprire una quota rilevante della crescita futura dello storage elettrico. È un mercato dove le regole cambiano: conta la durata in anni, la sicurezza, la facilità di manutenzione, la disponibilità dei materiali e la standardizzazione più della densità estrema.

La tesi che emerge – dal survey dell’Università di Sharjah e dal corpo di letteratura 2024-2025 – è quindi meno spettacolare ma più realistica: nel prossimo decennio vedremo un mix. Il litio-ione resterà centrale (soprattutto in versioni LFP e ad alto nichel, a seconda dei segmenti), ma cresceranno tecnologie “complementari” come il sodio per costo e resilienza della filiera; lo stato solido e materiali avanzati per sicurezza; litio-zolfo e altre chimiche ad alta densità per nicchie dove autonomia e peso sono decisivi, a patto di risolvere stabilità e cicli.

Il messaggio finale, se vogliamo, è una piccola correzione di prospettiva: la batteria del futuro non sarà solo un nuovo “ingrediente”, ma un sistema industriale. Chimica, progettazione, supply chain e riciclo dovranno essere pensati insieme. È lì che si deciderà se l’elettrificazione potrà davvero scalare senza creare nuove dipendenze e nuovi rischi, mentre la domanda globale di energia “in batteria” continua ad aumentare.