Il calcio vuole detronizzare il litio: questa nuova batteria supera già i 1.000 cicli
Negli ultimi anni, le batterie al sodio hanno iniziato a guadagnare importanza come una delle alternative più interessanti per ridurre la dipendenza dalle batterie al litio. Ma non sono le uniche: anche il calcio sta trovando spazio come possibile sostituto per la conservazione dell’energia, e un nuovo studio di ricercatori dell’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong e dell’Università Jiao Tong di Shanghai ha appena ottenuto un risultato particolarmente significativo.
Il principale problema delle batterie al calcio finora risiedeva nel far sì che gli ioni di calcio si muovessero con sufficiente facilità all’interno della batteria. A ciò si aggiungeva un’altra difficoltà importante: mantenere prestazioni stabili dopo numerosi cicli di carica e scarica. Il nuovo studio affronta proprio questi due problemi attraverso lo sviluppo di un nuovo elettrolita a base quasi solida.
La chiave sta in materiali noti come strutture organiche covalenti con attività redox, caratterizzate da una struttura porosa ricca di gruppi carbonilici. In parole più semplici, i ricercatori hanno creato una sorta di rete interna che facilita il movimento degli ioni di calcio all’interno della batteria. È proprio questo movimento che finora limitava seriamente lo sviluppo di questa tecnologia.
I risultati ottenuti in laboratorio sono piuttosto sorprendenti. La cella completa sviluppata dal team ha raggiunto una capacità specifica reversibile di 155,9 mAh/g, mantenendo oltre il 74,6% della sua capacità dopo 1.000 cicli di carica e scarica effettuati con una corrente elevata. Per una tecnologia ancora in fase di ricerca, si tratta di un risultato significativo.
Lo studio è stato condotto congiuntamente da ricercatori dell’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong e dell’Università Jiao Tong di Shanghai, ed è stato pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Science. La ricerca è stata inizialmente pubblicata a novembre 2025 e successivamente inclusa nel volume del 2026 di questa pubblicazione.
Il calcio punta a diventare un’alternativa concreta per le batterie
L’interesse per il calcio non è casuale. Si tratta di un elemento molto abbondante sulla Terra e molto più disponibile del litio, il che apre la strada alla produzione di sistemi di storage utilizzando materie prime potenzialmente più facili da reperire. Secondo le informazioni pubblicate dalla stessa università, l’abbondanza terrestre del calcio è molto superiore a quella del litio, uno degli argomenti che spiegano l’aumento di interesse per questa tecnologia.
Inoltre, le batterie al calcio presentano alcune caratteristiche elettrochimiche che le rendono particolarmente interessanti per la conservazione dell’energia. Il problema è che avere un materiale abbondante è una cosa, mentre creare una batteria in grado di competere per prestazioni, durata e costo con le attuali batterie al litio è qualcosa di completamente diverso.
Ecco dove entra in gioco il nuovo elettrolita sviluppato dai ricercatori. Le strutture utilizzate formano canali interni che permettono di trasportare gli ioni di calcio in modo molto più efficiente. Nei test effettuati a temperatura ambiente è stata ottenuta una conduttività ionica di 0,46 mS/cm e un numero di trasferimento del calcio pari a 0,532.
Quello che è veramente importante è che il progresso non si è limitato a un semplice test su materiali isolati. Il team è riuscito a montare una cella batteria al calcio completa e a verificarne il comportamento durante centinaia di cicli. Riuscire a mantenere oltre il 74,6% della capacità dopo 1.000 cicli rappresenta un passo avanti rispetto ad alcuni dei principali problemi che finora hanno ostacolato lo sviluppo di questa tecnologia.
Questo non significa, per niente, che vedremo a breve automobili elettriche con batterie al calcio. Ci sono ancora molti passi da compiere prima di poter trasferire questi risultati di laboratorio su una batteria commerciale, soprattutto per quanto riguarda densità energetica, potenza, comportamento a diverse temperature, produzione su larga scala, costo e durata in condizioni reali.
Tuttavia il risultato dimostra effettivamente che le batterie al calcio iniziano a superare alcuni degli ostacoli fondamentali che si presentavano. E questo può essere particolarmente interessante in applicazioni in cui il costo e la disponibilità delle materie prime hanno un peso elevato, dal storage statico legato alle energie rinnovabili fino, potenzialmente, alle automobili elettriche del futuro.
In realtà, l’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong punta a applicazioni che vanno dai sistemi di stoccaggio dell’energia rinnovabile fino alle auto elettriche. L’obiettivo non è sostituire domani le batterie al litio, ma dimostrare che esistono soluzioni alternative in grado di offrire prestazioni sufficientemente elevate da giustificare nuove ricerche.
E qui sta probabilmente la parte più interessante. La corsa per trovare la batteria del futuro non si limita a una sola tecnologia: sodio, calcio, batterie con elettrolita solido e altre soluzioni stanno progredendo in parallelo. Alcune finiranno per svolgere un ruolo importante nelle auto elettriche, mentre altre potranno trovare il loro posto nello stoccaggio dell’elettricità.
Per ora, la batteria al calcio sviluppata da questi ricercatori è soltanto un prototipo di laboratorio. Tuttavia, il fatto di essere riusciti a combinare un elettrolita quasi solido in grado di facilitare il movimento degli ioni di calcio con una durata di 1.000 cicli dimostra che questa chimica non può più essere considerata semplicemente un’alternativa teorica. Il calcio inizia a bussare seriamente alla porta delle batterie di prossima generazione.
Fonte | Advanced
Punti chiave
Ricercatori di Hong Kong e Shanghai hanno sviluppato una nuova batteria al calcio.
Utilizza un elettrolito quasi solido basato su strutture organiche covalenti.
La nuova struttura facilita il movimento degli ioni di calcio.
La cella ha raggiunto una capacità specifica reversibile di 155,9 mAh/g.
Ha mantenuto più del 74,6% della sua capacità dopo 1.000 cicli.
Il calcio è molto più abbondante del litio e potrebbe ridurre la dipendenza da materie prime più scarse.
Si tratta ancora di una tecnologia sperimentale e ci sono importanti sfide da superare prima che possa essere utilizzata nelle auto elettriche.
La conservazione energetica a lungo termine e le energie rinnovabili potrebbero essere alcune delle sue prime applicazioni.