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Le nuove batterie "fanno il pieno" in due minuti

20 gennaio 2015

La tecnologia del flusso di elettroliti liquidi, attualmente allo studio nei laboratori della General Electric, anticipa le nuove prospettive.

Le nuove batterie "fanno il pieno" in due minuti
SVOLTA STORICA - Uno dei momenti salienti del recente Salone dell’Auto di Detroit è stato quello in cui allo stand della General Motors è stata svelata la concept Chevrolet Bolt (nelle foto), a propulsione elettrica pura: il suo nome significa fulmine (ma anche dardo, o freccia), e rappresenta una svolta molto rilevante nella politica del gruppo americano nei riguardi dello sviluppo di vetture a “emissioni zero”. 
 
UN DECISO PASSO IN AVANTI - A oggi, l’unica elettrica pura della General Motors è la Chevrolet Spark EV, che negli Usa viene intesa come vettura urbana e, in questo, svolge perfettamente il proprio compito. L’altra auto “verde” è, come noto, la Chevrolet Volt (con la sua “gemella europea” Opel Ampera), di cui a Detroit è stata presentata la seconda edizione (vedi qui la news), molto evoluta rispetto alla precedente: linea ancora più dinamica, nuovo tutto il gruppo propulsivo, ma soprattutto radicalmente migliorate le caratteristiche che hanno a che fare con la gestione dell’auto da parte del suo utente, in particolare per quanto riguarda il sistema di ricarica. La nuova Volt merita un po’ di spazio perché, in effetti, rappresenta una proposta di indubbia razionalità ingegneristica. 
 
 
PIÙ POTENZA E PIÙ AUTONOMIA - Si tratta di una ibrida atipica, in quanto i tecnici della General Motors hanno scelto di separare i compiti dei propulsori installati: il motore termico ha il solo compito di generare corrente per la ricarica delle batterie e non partecipa alla propulsione; il motore elettrico integra in sé i compiti del gruppo propulsivo motore/trasmissione. In questa seconda generazione della Volt, i progressi sono importanti in ambedue i settori. Il motore termico è un nuovo 1.5 a quattro cilindri alimentato a iniezione diretta, marcatamente più efficiente del precedente 1.4 e anche più potente: 101 CV in luogo di 86. Invariata (a 150 cavalli) la potenza complessiva generata dal gruppo di propulsione elettrico. Ma la novità più rilevante riguarda il gruppo delle batterie agli ioni di litio, che segnano a loro volta un progresso importante in un settore in cui l’evoluzione sembra avere tempi molto lunghi. Il “pacchetto” pesa 10 kg meno del precedente, è composto da 192 celle anziché 288, è più compatto, ma è in grado di immagazzinare un’energia di 18,4kW/h per un’autonomia elettrica pura di 80 chilometri. 
 
SE GLI IONI DI LITIO NON BASTANO… - Questa è la vera evoluzione della Chevrolet Volt, un progresso che porta con sé anche un riduzione a 4 ore e mezza del tempo di ricarica da rete urbana a 220 Volt. Ma queste nuove batterie sono solo un primo, seppur fondamentale, passo evolutivo nel settore. Tuttavia, se la Chevrolet Bolt dovesse passare dalla fase di concept a quella di modello di produzione (nulla in proposito è stato però dichiarato a tutt'oggi dai vertici della casa), avrebbe bisogno di ben altro per arrivare davvero all’autonomia elettrica di 320 km e al potenziale di prestazioni ipotizzati in fase di presentazione, e il tutto con tempi di ricarica comparabili a quelli di un rifornimento con uno dei carburanti tradizionali. Per arrivare a questo, fino a oggi si è sempre ritenuto che le batterie non possano far altro che passare il testimone alle pile a combustibile, che generano energia elettrica attraverso l’ossidazione fredda dell’idrogeno: se venisse risolto il problema dell’approvvigionamento dell’idrogeno, l’attuale generazione di pile a combustibile sarebbe già in grado di offrire livelli d’efficienza molto elevati. Il problema è, appunto, che al momento un approvvigionamento di idrogeno a costi accettabili e con modalità sufficientemente pratiche è ancora molto lontano dalla realtà. Nell'eventuale futuro della Chevrolet Bolt (così come di altre vetture elettriche di alta efficienza), potrebbe quindi trovare spazio un nuovo concetto di fonte energetica: la batteria a flusso di elettroliti liquidi (nel disegno qui sotto), una sorta di via di mezzo fra quella classica (perché utilizza la reazione fra elettroliti) e la pila a combustibile, perché impiega agenti contenuti in serbatoi agevolmente ricaricabili. Il concetto è in via di definizione presso la General Electric, colosso industriale Usa leader mondiale in molti settori hi-tech, come quelli delle fonti di energia rinnovabili e dei motori a getto (suoi i turbofan GE90-115 utilizzati dal Boeing 777-300ER, i più potenti al mondo). 
 
 
IL “PIENO” IN DUE MINUTI - Stando ai tecnici della General Electric, le batterie a flusso di elettroliti liquidi sono in grado di fornire una densità energetica molto più elevata di quella di cui sono capaci le attuali batterie agli ioni di litio, e quindi sarebbero perfettamente rispondenti alle esigenze della propulsione automobilistica essendo in grado di assicurare forti risposte in potenza per accelerazioni brillanti, abbinate a velocità massime elevate. Ma è dal punto di vista pratico che il vantaggio delle batterie a flussi di elettroliti liquidi assumerebbe proporzioni enormi, in quanto significherebbero la fine dei tempi di ricarica lunghi, in quanto richiederebbero semplicemente il rifornimento periodico dei due reagenti. Le analogie con il processo di generazione energetica che avviene nella pila a combustibile sono interessanti (disegno qui sopra): anche in queste batterie, infatti, una membrana consente lo scambio degli ioni generati nel corso della reazione, che si fissano alle piastre degli elettrodi racchiusi nell’involucro della batteria i quali, debitamente collegati, veicolano l’energia elettrica ai poli della batteria che alimenta i sistemi di bordo. La batteria, inoltre, può anche essere ricaricata collegandola alla rete urbana. 
 
ASPETTANDO L’IDROGENO - Al prossimo Salone di Ginevra dovrebbe essere presentata una nuova concept della famiglia Quant della nanoFlowcell: una berlina sportiva dalle forme molto muscolose e che, secondo la piccola azienda che l’ha concepita, dovrebbe essere in grado di percorrere fra i 350 e i 500 chilometri con una carica di elettroliti, e raggiungere velocità superiori ai 350 kmh. Probabilmente c’è molto di ottimistico in tutto questo, ma sul piano concettuale il potenziale di prestazioni della batteria a flussi di elettroliti liquidi è in relazione diretta alle dimensioni dei serbatoi dei liquidi in questione, oltre che alla dimensione del pacchetto di elettrodi e, quindi, della batteria. La Chevrolet Bolt incorpora molti nuovi concetti legati all’uso sempre più funzionale dei sistemi elettronici e dei relativi programmi e app. Ma sarà la sua nuova batteria a cambiare tutti gli scenari della propulsione elettrica, almeno in attesa dell’effettiva disponibilità della pila a combustibile e del suo carburante, l’idrogeno.


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Ritratto di TheStig_97
20 gennaio 2015 - 15:22
In pratica segue lo stesso criterio della Fisker Karma: il motore termico serve solo a caricare le batterie, praticamente una centrale elettrica a bordo.
Ritratto di ForzaPisa
20 gennaio 2015 - 15:57
No: quella è la Volt (che ha un 1.5 a benzina). La Bolt è solo elettrica :D
Ritratto di TheStig_97
20 gennaio 2015 - 17:29
menomale che non potranno usare il nome Colt!!! ;-)