Con l’avvento delle auto elettriche e con l’esplosione di un gigante mondiale come la Tesla del magnate Elon Musk abbiamo iniziato a parlare sempre più spesso delle cosiddette gigafactory. Proprio come si può facilmente intuire dal loro nome, si tratta di impianti industriali di dimensioni monumentali pensati per la produzione di batterie per veicoli elettrici e per fornire possibili soluzioni di stoccaggio di energia.
Ma come funzionano e dove si trovano? Ecco proprio tutto quello che è necessario sapere a riguardo.
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Cosa sono le gigafactory
La prima volta che il termine è stato utilizzato è stato proprio da parte del miliardario Elon Musk: nel 2013, infatti, Musk aveva parlato della necessità da parte della sua azienda di realizzare impianti produttivi che fossero in grado di rispondere alla richiesta crescente di auto elettriche a livello mondiale.
La prima fabbrica in assoluto ad essere realizzata con questa prospettiva oggi si chiama proprio Gigafactory e si trova poco distante da Reno, una delle più importanti città del Nevada insieme a Las Vegas: in questa struttura vengono realizzate le batterie al litio e molti altri componenti per le vetture di Tesla. Come anticipato, a caratterizzare queste fabbriche sono per l’appunto le loro dimensioni e il fatto di poter beneficiare di tecnologie di ultima generazione. Queste fabbriche sono attualmente capaci di produrre annualmente batterie per una capacità di accumulo complessivo di decine di Gigawattora.
Le gigafactory sono, per fortuna, molto attente all’ambiente: tali impianti di produzione sfruttano infatti le energie rinnovabili per alimentarsi, riuscendo così a minimizzare il loro impatto ambientale. Anche il prodotto finale che esce da questi impianti è green: le batterie prodotte sono molto più efficienti e durevoli rispetto alle batterie delle automobili classiche, e vantano performance eccellenti e, ciliegina sulla torta, tempi di ricarica piuttosto ridotti.
Il funzionamento di una gigafactory
Una caratteristica essenziale di queste strutture è il fatto che il processo di produzione delle celle agli ioni di litio si svolge all’interno di impianti altamente automatizzati e in condizioni controllate. Sovente, le operazioni si svolgono in condizioni sottovuoto per evitare qualsiasi contaminazione che potrebbe compromettere la composizione chimica degli elementi e, di conseguenza, le prestazioni e il funzionamento delle celle stesse. Per il resto la produzione si svolge in maniera piuttosto simile a quello di tante alte fabbriche, dove si passa tramite una serie di passaggi da una materia prima grezza un prodotto finito.
La creazione di una cella agli ioni di litio parte prima di tutto dalla preparazione dello slurry, vale a dire una particolare soluzione densa contenente materiali conduttori, sostanze attive e leganti polimerici in forma di polvere, che vengono mescolati in un liquido acquoso o in un altro solvente per agevolarne la manipolazione. Lo slurry viene prodotto in recipienti appositamente progettati e successivamente viene spruzzato attraverso ugelli a pressione su superfici metalliche, formando in questo modo degli strati sottili. Questa “miscela magica” costituirà il nucleo degli elettrodi, sia il catodo che l’anodo della cella, e una volta distribuita uniformemente, viene rivestita e asciugata.
L’applicazione di strati di alluminio o rame sulle superfici degli elettrodi è un passaggio cruciale, in quanto contribuisce a prolungare la durata delle batterie e a mantenere stabili nel tempo le loro capacità di immagazzinamento e rilascio di energia. Dopo aver rivestito gli elettrodi, viene avviato il processo di evaporazione della componente liquida dello slurry, trasformandola in un materiale solido e più resistente.
Il processo di attivazione delle batterie prevede che le celle siano posizionate in camere speciali, dove vengono sottoposte a cicli di carica e scarica a basso voltaggio, consentendo così ai diversi materiali di stabilizzarsi. Una volta completate queste fasi, la cella viene ermeticamente sigillata e successivamente assemblata con altre celle; insieme formeranno la batteria destinata all’installazione sull’auto elettrica.
Dove si trovano le gigafactory in Italia
Il nostro Paese ospita al momento tre progetti significativi. Il più rilevante è senza ombra di dubbio quello promosso da ACC, una joint venture tra Stellantis, Total e Mercedes Benz: grazie ad un ingente investimento complessivo pari a oltre 2 miliardi di euro, ACC realizzerà presto una Gigafactory a Termoli con una capacità annua di 40 GWh entro il 2030: il progetto dovrebbe essere completato nel 2026. Si sta inoltre parlando, in termini solo ipotetici, di un’altra possibile gigafactory costruita grazie alla collaborazione tra Volkswagen e Audi. Nel frattempo, a Teverola, in provincia di Caserta, l’azienda FAAM ha già dato il via alla produzione pilota di un impianto che, in linea teorica, dovrebbe raggiungere una capacità di 8 GWh all’anno entro il 2024.
Per quanto riguarda il resto del mondo, invece, è la Cina il Paese leader, con il 78% della produzione mondiale di batterie per auto elettriche. Seguono poi a ruota l’Europa e gli Stati Uniti, con una quota rispettivamente del 7,7% e del 6,2%.
