L’azienda Alkeemia, leader europeo della chimica del fluoro, sta realizzando la prima piattaforma produttiva per realizzare componenti come i sali di litio o la grafite che potranno essere utili all’approvvigionamento della componentistica fondamentale per il mondo delle auto elettriche. Moveo ha approfondito questa proposta e ha visitato il laboratorio impiegato per la produzione di alcuni tra gli elementi di base della nuova mobilità elettrica.

Porto Marghera è un luogo immenso dove il cielo plumbeo, le torri e i complessi industriali di trasformazione spesso rendono difficile intravedere il mare. Un distretto produttivo di 1400 ettari sui duemila totali, nato nella sua prima realizzazione oltre un secolo fa. Sede del noto petrolchimico e di aziende dedite alla lavorazione di agenti potenzialmente tossici eppure così fondamentali per l’economia moderna. Oggi è nella chimica che si cerca la risposta ad alcune sfide del futuro, come l’approvvigionamento di terre rare e materiali critici per la realizzazione dei materiali essenziali per la realizzazione di batterie elettriche. E in questo complesso l’azienda Alkeemia da quasi settant’anni produce acido fluoridrico, destinato principalmente ai maggiori attori europei nelle industrie dei fluoropolimeri, dei refrigeranti, dell’agrochimica, del trattamento dei metalli e della raffinazione petrolifera. L’azienda, leader europeo nella chimica del fluoro, ha deciso di investire le sue competenze tradizionali per creare i materiali che più ci serviranno per la mobilità del futuro. E ha trovato un’applicazione diversa di quello che ha sempre fatto per diventare una risposta ad un mercato emergente. «Non puoi fare una macchina elettrica senza sali di litio, non puoi realizzare una batteria per queste macchine senza grafite», spiega Lorenzo Di Donato, amministratore delegato di Alkeemia che ci accoglie all’ingresso dell’ufficio, a qualche decina di metri dagli stabilimenti produttivi che sono un cantiere aperto e in piena espansione. In sintesi, la transizione ecologica passa per la sostituzione delle macchine a motore termico con quelle elettriche. Per produrre batterie elettriche e ottimizzarne le performance sono necessari alcuni elementi come i sali di litio oppure recuperare la grafite, che serve al processo di carico e scarico energetico. Ecco dove l’azienda di Porto Marghera può fare la differenza rispetto ad un mercato a senso unico.

Impianto di Alkeemia a Porto Marghera – Credits: Alkeemia

Un’innovazione utile per la transizione ecologica

«Oggi come oggi la produzione delle macchine elettriche è in Cina: in Europa non c’è ancora un mercato per le batterie, non ci sono competenze e materiali al di fuori del mondo cinese. Ma le gigafactory stanno nascendo anche qui e noi ci inquadriamo in questo nuovo sistema europeo». L’ad di Alkeemia fa riferimento al fatto che la produzione di elementi essenziali per le batterie elettriche oggi è dominata dal Paese del Dragone. Reperire terre rare è sempre più difficile per l’Europa: da sola la Cina garantisce attualmente il 49% del fabbisogno totale effettivo di materie prime critiche globali, e l’Unione europea dipende quasi esclusivamente dalle importazioni di questi materiali scarsi. Tanto che la Commissione europea ha recentemente indicato in modo esplicito 34 materie prime critiche, di cui 16 considerate anche strategiche per la loro rilevanza nella transizione ecologica e digitale. Per questo Alkeemia ha interpretato la centralità dei prodotti fluorurati nella nascente industria dell’elettromobilità come un’opportunità di diversificazione e investimento.

«In tutto, siamo sei aziende in Europa impegnate nella chimica del fluoro e il mercato è sempre stato in equilibrio, per la natura estremamente tecnica dell’approvvigionamento di acido fluoridrico. Questo mercato sarà interrotto dalla produzione di energy storage perché circa il 15% per massa di ogni batteria contiene prodotti fluorati che hanno direttamente o indirettamente presenza di fluoro. Ma la competenza industriale è particolare, non facilmente sostituibile, perché l’acido fluoridrico è un prodotto molto pericoloso da gestire e produrre: non ci si può improvvisare».

Impianto di Alkeemia a Porto Marghera – Credits: Alkeemia

Cosa si produrrà a Porto Marghera

All’interno del laboratorio due giovani ricercatrici stanno lavorando. Una delle due inizia a manipolare alcuni alambicchi, con tutta la cautela del caso. Lorenzo Orsini, R&D Director di Alkeemia, la guarda muoversi con un’ombra di soddisfazione: sono i primi elementi di un team di ricerca in espansione, che presto conterà nuovi ricercatori tra cui due dal Giappone. Orsini ci spiega a cosa servono le macchine davanti a noi. «Stiamo vedendo la prima unità di ricerca installata che ora ha circa un anno. E’ una unità dedicata alla realizzazione della chimica del fluoro, una produzione molto di nicchia ed estremamente trasversale: realizza prodotti dal settore farmaceutico o tutto ciò che riguarda i performance materials (polimeri tecnici), quindi per il motore elettrico, in particolare ciò che concerne energy storage e batteria».

Ricercatrice al lavoro – Credits: Alkeemia

Orsini descrive quali sono i prodotti della sua azienda che sono stati sviluppati in funzione dei battery materials: «Innanzitutto, i sali di litio. Stiamo sviluppando tecnologie su come si introduce il fluoro in una molecola, e quindi parliamo di fluorizzazione selettiva, quel tipo di operazione pensata per applicazione elettroniche e farmaceutica. Creando un expertise locale o usando l’expertise già esistente sulla chimica del fluoro realizziamo elementi che poi conferiscono caratteristiche particolari ai prodotti. Quindi abbiamo il sale di litio per eccellenza, per poi andare su additivi particolari, sempre a base di fluoro, che sono utili per le batterie elettriche ad alta performance».

Sali di litio additivi – Credits: Moveo

Insomma, qualcosa di più rispetto alle performance di un auto elettrica. Si tratta di additivi che consentono ad esempio alle batterie di girare a temperatura basse, diminuendo il problema degli incendi, oppure consentono una vita più lunga rispetto alle altre batterie sul mercato. «Abbiamo già cominciato a lavorare alla tecnologia al sodio (le cosiddette “batterie al sale”, ndr): qui il vantaggio è puramente di filiera, perché riusciremmo a produrre tutto in Italia». Si parte usando il sale ordinario che troviamo sugli scaffali dei supermercati da cui si può produrre ciò che è necessario per l’alimentazione energetica.

«Se la batteria al sale è già realtà? BYD, azienda che ha superato Tesla per numero di vettori elettrici venduti nel mondo, sta già impiegando batterie al sodio».

C’è quindi la purificazione della grafite naturale: «Noi riceviamo della grafite contaminata che arriva da un processo di riciclo. Quella contaminata sarebbe smaltita, mentre noi possiamo pulirla per riportarla allo stato utile ad un impiego in una batteria», termina Orsini. In cantiere, ci sono poi studi sulle opzioni di recupero del litio impiegato. Ma l’impiego dei sali di litio va oltre i confini “terrestri”, dato che l’azienda ha appena ricevuto una commessa nell’ambito aerospaziale.

Laboratorio di Alkeemia – Credits: Alkeemia

Una piattaforma per le materie prime dell’energy storage

Obiettivo di Alkeemia è investire per incrementare la produzione dei derivati della chimica del fluoro per rendere Porto Marghera un distretto integrato per la realizzazione delle materie prime. E così creare la prima piattaforma continentale di materie prime per l’energy storage, come spiega il responsabile R&D: «La chimica del fluoro è un settore produttivo che l’Europa ha perso sostanzialmente circa 30 anni fa. Esiste un mercato immenso, non solo legato alla transizione ecologica. Basti pensare che il 30% dei principi attivi farmaceutici nei prodotti in mercato è fluorato: e questa percentuale sale al 60% quando si parla dei nei nuovi prodotti che sono adesso in approvazione negli States».

Immagine di Porto Marghera – Credits: Alkeemia

Un mercato ampio e di sicuro sviluppo, come dettaglia Di Donato. «Gli impianti che vedi oggi sono dedicati all’acido fluoridrico. Domani costruiremo impianti che entreranno nel mondo dell’energy storage: è come se fossimo una grande startup che vale 70 milioni di euro. Le scadenze sono dietro l’angolo: dobbiamo lanciare la produzione per la fine del 2026 dei sali, e fare impianti per purificare la grafite entro il 2028. Oggi si usa soprattutto questa: perché le performance al momento sono migliori rispetto a quella sintetica, ma le prospettive di sviluppo vanno verso la grafite naturale». Importante ricordare che il processo di purificazione serve a creare grafite naturale, che ha un impatto ambientale molto più basso di quella sintetica. Un mercato, quello della grafite, che conta circa 1 milione di tonnellate al mondo. E a causa dell’uso delle auto elettriche si prevede da qui al 2030 un impiego di grafite naturale di oltre 1 milione di tonnellate solo per l’uso nelle batterie. Quindi, oltre alla produzione di elementi per i battery materials, il valore aggiunto dell’attenzione all’eco-progettazione perché l’impronta ambientale dei processi produttivi dei fluorati deve essere quanto più abbattuta, in un settore che invece è normalmente molto inquinante: «Quando progettiamo il processo chimico andiamo sempre a domandarci gli stream in uscita dove possiamo applicarli o recuperarli. Noi conosciamo i byproduct che ne usciranno: nella tecnologia standard non è così, non ci sono incentivi al recupero o vincoli agli scarti». Così l’azienda valorizza i sui byproduct, i prodotti di scarto emersi dalla lavorazione, che diventano prodotti secondari da reimmettere nel mercato, come in questo caso avviene con i solfati di calcio usati per il cemento o per i fertilizzanti.

Stabilimento di Porto Marghera – Credits: Alkeemia

Da questa esperienza e con queste ambizioni, nasce l’iniziativa dell’azienda così riassunta da Orsini: «Abbiamo la possibilità di creare un polo in Italia della chimica del fluoro. Anche perché l’Italia è leader mondiale nella produzione di questi principi attivi per la farmaceutica: la chimica del fluoro è un sottoinsieme di questo mondo. Questo è ciò che stiamo facendo a Porto Marghera, dove vorremmo creare una piattaforma produttiva di importanza europea». E così cercare di bilanciare lo stradominio della Cina nella produzione di auto e veicoli elettrici.