Dalle bottiglie di plastica nasce la grafite per le batterie del futuro

Per decenni una bottiglia di plastica è stata considerata semplicemente un rifiuto da raccogliere e riciclare. Oggi la ricerca apre una prospettiva molto più ambiziosa: trasformare quel contenitore usato in uno dei materiali più preziosi per produrre energia pulita. Uno studio della Pennsylvania State University dimostra infatti che il PET, la plastica utilizzata per la produzione delle comuni bottiglie d’acqua, potrebbe diventare grafite sintetica di alta qualità, componente fondamentale delle batterie agli ioni di litio che alimentano automobili elettriche, smartphone, sistemi di accumulo e impianti alimentati da fonti rinnovabili. La ricerca, pubblicata sulla rivista Diamond and Related Materials, affronta uno dei limiti storici del riciclo del PET. Finora ottenere grafite di qualità partendo da questa plastica era considerato estremamente difficile, perché durante il trattamento termico gli atomi di carbonio tendono a disporsi in modo disordinato, impedendo la formazione della struttura cristallina necessaria per le batterie. I ricercatori hanno individuato una soluzione tanto elegante quanto promettente. Utilizzando sottilissimi fogli di grafene e ossido di grafene come una sorta di “guida” molecolare, gli atomi di carbonio vengono orientati nella disposizione corretta, dando origine a una grafite sintetica altamente ordinata e potenzialmente più performante di quella naturale utilizzata oggi come riferimento. Il vantaggio non riguarda soltanto la qualità del materiale ottenuto. Il nuovo metodo elimina infatti la necessità di utilizzare metalli come ferro, nichel o cobalto, normalmente impiegati nei processi di grafitizzazione. Si riducono così le impurità, diminuiscono le lavorazioni chimiche necessarie per la purificazione finale e si abbassa l’impatto ambientale dell’intero processo produttivo. La grafite rappresenta il principale materiale utilizzato negli anodi delle celle agli ioni di litio e la sua domanda è destinata a crescere rapidamente nei prossimi anni, spinta dalla diffusione dei veicoli elettrici, dei sistemi di accumulo per le energie rinnovabili e dell’elettronica di consumo. La Cina domina sia l’estrazione sia, soprattutto, la raffinazione del materiale, rendendo Europa e Stati Uniti fortemente dipendenti dalle importazioni di una materia prima ormai considerata strategica. È proprio qui che il riciclo può diventare uno strumento di politica industriale oltre che ambientale. Per l’Italia questa prospettiva appare particolarmente interessante. Il nostro Paese è tra i maggiori consumatori europei di acqua minerale in bottiglia e dispone di una delle filiere del riciclo della plastica più sviluppate del continente. Ogni anno centinaia di migliaia di tonnellate di PET vengono raccolte e reimmesse nel ciclo produttivo. Il modello prevalente resta giustamente quello del “bottle to bottle”, cioè la trasformazione delle vecchie bottiglie in nuove bottiglie. La nuova tecnologia potrebbe offrire una destinazione ad alto valore per quei flussi di PET che, per qualità o caratteristiche, oggi non riescono a rientrare nella produzione di nuovi imballaggi e finiscono in applicazioni meno pregiate o, nei casi peggiori, tra i rifiuti.

Fonte: repubblica.it