Dimensione del mercato degli elettroliti della batteria, per tipo di elettrolito (liquido, solido, gel); Tipo di batteria; Applicazione: tendenze di crescita, quota regionale, intelligence competitiva, rapporto sulle previsioni 2025-2037

Settore degli elettroliti per batterie: fattori di crescita e sfide

Fattori di crescita

• Maggiore utilizzo nei sistemi di energia rinnovabile: le batterie con elettroliti all'avanguardia rappresentano una risorsa enorme per le fonti di energia rinnovabile come l'energia solare ed eolica. Queste batterie facilitano l’integrazione fluida delle fonti energetiche intermittenti nella rete e consentono un efficace stoccaggio dell’energia. Gli elettroliti sono essenziali anche per l'accumulo di energia a livello di rete, che consente di immagazzinare energia extra durante le ore non di punta e rilasciarla durante i picchi di domanda.
  
  L’aumento dei sistemi di accumulo dell’energia (ESS), fondamentali per bilanciare l’offerta e la domanda nei sistemi di energia rinnovabile, spinge ulteriormente la domanda di elettroliti. Questi sistemi richiedono batterie ad alte prestazioni con elettroliti avanzati per uno stoccaggio e un rilascio di energia efficienti. L'ESS viene utilizzato in varie applicazioni tra cui case, aziende e progetti su larga scala, contribuendo alla crescita del mercato degli elettroliti per batterie. secondo l’American Clean Power Association (ACP), tra il 2017 e il 2022, le implementazioni di stoccaggio energetico negli Stati Uniti sono aumentate più di 18 volte, da 645 MWh a 12.191 MWh1. . Adozione dell'intelligenza artificiale (AI) e del machine learning (ML) per lo sviluppo di elettroliti: Tradizionalmente, lo sviluppo di un elettrolita è solitamente una procedura basata su tentativi ed errori che include la preparazione dell'elettrolita, la caratterizzazione delle prestazioni della batteria tramite test elettrochimici, la ripetizione di questi passaggi per ottimizzare la formula e infine il raggiungimento di una formula elettrolitica ideale. Pertanto, collegando statisticamente grandi volumi di dati (sali, solventi, additivi e relative formule), l'intelligenza artificiale e la ML vengono utilizzate per prevedere nuove molecole di solventi, additivi, formule e strutture di solvatazione, che alla fine portano alla migliore progettazione dell'elettrolita.
  
  Inoltre, i ricercatori si stanno concentrando sullo sviluppo di modelli di intelligenza artificiale realizzabili per lo sviluppo degli elettroliti. Ad esempio, nel giugno 2024, gli scienziati della Northwestern Engineering hanno collaborato con ricercatori dell’Università del Texas ad Austin per creare MolSets, un modello ML specializzato per miscele molecolari. Il modello AI prevede le proprietà delle combinazioni di elettroliti utilizzando il machine learning, completando in pochi secondi ciò che richiederebbe anni in laboratorio.
• Impegno nelle attività di ricerca per sviluppare elettroliti avanzati e sostenibili: numerose istituzioni e aziende leader stanno conducendo diverse iniziative di ricerca e sviluppo per migliorare le proprietà degli elettroliti delle batterie al litio. Queste iniziative mirano a migliorare le caratteristiche dell’elettrolito per aumentare la competitività dei costi e la capacità della batteria. Alcune iniziative di ricerca si concentrano in particolare su nuovi tipi di elettroliti, come gli elettroliti solidi, per aumentarne l'efficienza, aumentando così l'efficienza totale della batteria.
  
  Inoltre, la necessità di elettroliti ottenuti da risorse rinnovabili o con un impatto ambientale minimo è in aumento man mano che le preoccupazioni ambientali e la spinta verso un’economia a basse emissioni di carbonio guadagnano terreno. I produttori possono sviluppare e commercializzare elettroliti per batterie, elettroliti riciclati e di origine biologica oppure elettroliti derivati ​​da risorse abbondanti e non tossiche.

Sfide

• Prezzi fluttuanti delle materie prime: alcuni elementi grezzi, come litio, cobalto e nichel, parti cruciali delle batterie agli ioni di litio, sono necessari per produrre elettroliti migliorati. Le vulnerabilità della catena di approvvigionamento derivano dall’estrazione e dalla lavorazione di risorse essenziali, spesso concentrate in diverse nazioni. Anche l’acquisto di materie prime è difficile a causa delle pratiche sostenibili dal punto di vista ambientale e dell’approvvigionamento etico, poiché le parti interessate richiedono maggiore responsabilità e trasparenza lungo tutta la catena di approvvigionamento. Pertanto, la volatilità dei prezzi delle materie prime potrebbe ostacolare la crescita del mercato degli elettroliti per batterie.
• Mancanza di iniziative e sussidi governativi per i produttori di batterie agli ioni di litio: i governi di diverse nazioni si stanno concentrando sulla fornitura di incentivi e sussidi per stimolare lo sviluppo di batterie agli ioni di litio per promuovere l'uso di fonti di energia rinnovabile. Tuttavia, i governi di diverse regioni, inclusa l’Africa, non contribuiscono alla produzione di batterie agli ioni di litio. Ciò sta impedendo lo sviluppo di queste batterie, ostacolando il mercato degli elettroliti per batterie.