La tecnologia delle batterie è il principale ostacolo all’adozione diffusa dei veicoli elettrici, perché i dispositivi odierni offrono un’autonomia inferiore per chilo rispetto alla benz
L’ansia da autonomia è uno dei maggiori ostacoli all’adozione dei veicoli elettrici, dovuta in gran parte ai lunghi tempi di ricarica. Ma un nuovo approccio è in grado di fornire a una batteria abbastanza energia per percorrere 200 miglia in poco più di 10 minuti.
La tecnologia delle batterie è il principale ostacolo all’adozione diffusa dei veicoli elettrici, perché i dispositivi odierni offrono un’autonomia inferiore per chilo rispetto alla benzina e richiedono tempi di rifornimento molto più lunghi. Sebbene questo non sia un problema per la guida di tutti i giorni, rende più difficili i viaggi a lunga distanza, il che può scoraggiare i nuovi acquirenti.
La risposta delle case automobilistiche è stata quella di inserire sempre più batterie nei loro veicoli, ma questo comporta ovvi svantaggi. Rende le auto molto più costose e comporta un peso aggiuntivo che deve essere trasportato in giro. Inoltre, aumenta la domanda di materie prime necessarie per la produzione di batterie agli ioni di litio, le cui catene di approvvigionamento stanno diventando sempre più difficili.
Ma i ricercatori della Pennsylvania State University e una startup con sede presso l’università hanno trovato una potenziale soluzione al problema. Hanno scoperto che aggiungendo un po’ di calore possono caricare le batterie molto più velocemente, il che potrebbe ridurre l’ansia da autonomia e permettere alle case automobilistiche di ridurre le dimensioni dei pacchi batteria dei loro veicoli.
“Le batterie più piccole e a ricarica più rapida ridurranno drasticamente il costo delle batterie e l’utilizzo di materie prime critiche come il cobalto, la grafite e il litio, consentendo l’adozione di massa di auto elettriche a prezzi accessibili”, ha dichiarato in un comunicato stampa il responsabile dello studio Chao-Yang Wang della Penn State.
Non è un segreto che temperature più elevate possano aiutare le batterie a caricarsi più velocemente. Le batterie sono di natura chimica e il loro riscaldamento può accelerare le reazioni di carica e scarica. Ma possono anche danneggiarsi se si surriscaldano, e mantenerle costantemente alla giusta temperatura si è rivelato difficile.
Finora la maggior parte degli sforzi si è affidata a sistemi di riscaldamento e raffreddamento esterni, che però aggiungono molto ingombro e tendono a consumare essi stessi una quantità considerevole di energia. L’innovazione dei ricercatori, illustrata in un recente articolo pubblicato su Nature, è consistita nell’aggiungere un ulteriore componente alle batterie: un foglio di nichel spesso pochi micrometri tra gli elettrodi impilati di ogni cella.
Questo foglio sottilissimo viene usato come elemento riscaldante e, quando viene attraversato da una corrente, la cella si riscalda fino a 149° Fahrenheit in circa un minuto. Questa temperatura viene mantenuta per tutta la durata della carica, ma la cella si raffredda rapidamente a temperatura ambiente non appena la corrente viene interrotta.
Quando hanno testato il loro approccio, i ricercatori hanno scoperto che potevano caricare una batteria da 265 watt/ora al 70% in 11 minuti. Inoltre, hanno dimostrato che il riscaldamento della batteria non ne ha compromesso seriamente la durata, in quanto è sopravvissuta a 2.000 cicli di carica, il che fornirebbe energia sufficiente per percorrere più di 500.000 miglia in totale.
Anche se ci vorrà ancora un po’ di lavoro per trasformare questo prototipo in qualcosa di effettivamente utilizzabile dalle case automobilistiche, la tecnologia è già in fase di commercializzazione attraverso una società chiamata EC Power Group. Se riuscirà nel suo intento, potrebbe rimodellare in modo significativo le modalità di costruzione dei futuri veicoli elettrici.
Oggi un tipico veicolo elettrico a lungo raggio è dotato di una batteria da 120 chilowatt/ora che richiede un’ora per essere ricaricata. Questa tecnologia di ricarica rapida potrebbe sostituirla con una batteria di dimensioni dimezzate che si ricarica in soli 10 minuti, mantenendo tempi di percorrenza molto simili nei lunghi viaggi.
Considerando che gran parte del costo di un veicolo elettrico è dovuto alle batterie, questa potrebbe essere una soluzione interessante sia per le case automobilistiche che per i loro clienti. Se i ricercatori riusciranno a immettere sul mercato la loro tecnologia di ricarica rapida, questa potrebbe svolgere un ruolo significativo nell’introduzione dei veicoli elettrici sul mercato.
Immagine: Tom Radetzki su Unsplash
