Le auto elettriche saranno in grado di fare 5000 km con una carica?

PER ORA RESTA UN MIRAGGIO

Attualmente, per le auto elettriche di fascia media, l'autonomia si attesta solitamente tra i 300 e i 500 km nell'uso reale. In questo scenario, l'annuncio di un'autonomia potenziale di 5.000 km con una singola carica appare fantascienza, se non fosse che proviene da un team di ricercatori delle università sudcoreane di Pohang e Sogang. I professori Soojin Park, Youn Soo Kim e Jaegeon Ryu hanno pubblicato dettagli più completi della loro scoperta nel marzo 2024, dopo le prime anticipazioni nella primavera del 2023.

IL SEGRETO È NEL LEGAME

Secondo i ricercatori, il segreto risiede in un legante polimerico per il materiale che costituisce l’anodo. Tradizionalmente, le batterie agli ioni di litio utilizzano la grafite come materiale anodico. La nuova tecnologia propone di sostituire la grafite con un anodo di silicio in combinazione con polimeri a strati caricati. Questa innovazione promette "una capacità almeno dieci volte superiore" rispetto agli anodi di grafite convenzionali, mantenendo al contempo stabilità e affidabilità. Il professor Soojin Park ha espresso la convinzione che i materiali anodici a base di silicio possano "effettivamente decuplicare l'autonomia di un'auto elettrica".

LA SFIDA DEL SILICIO

Il silicio, sebbene abbia la capacità di immagazzinare molta più energia rispetto alla grafite, non è stato finora l'alternativa preferita a causa di un problema cruciale: durante la reazione con il litio, il silicio si espande significativamente in volume, il che può compromettere le prestazioni, la stabilità e la sicurezza della batteria. È qui che i leganti polimerici giocano un ruolo fondamentale, essendo progettati per controllare efficacemente questa espansione di volume.

COME FUNZIONA IL NUOVO POLIMERO

La pubblicazione dei ricercatori coreani spiega che il nuovo polimero sfrutta non solo i legami a idrogeno, ma anche le forze di Coulomb (l'attrazione tra cariche positive e negative), che sono significativamente più forti (250 kJ/mol) e allo stesso tempo reversibili. Questa combinazione permette di gestire facilmente l'espansione del volume. Inoltre la superficie dei materiali anodici ad alta capacità è prevalentemente caricata negativamente. I polimeri a strati caricati sono disposti alternativamente con cariche positive e negative per legarsi efficacemente all'anodo. L'introduzione di polietilenglicole (PEG) aiuta a regolare le proprietà fisiche e facilita la diffusione degli ioni di litio, contribuendo a creare un elettrodo spesso con alta capacità e massima densità energetica nelle batterie agli ioni di litio.

ANCORA TANTE DOMANDE

Nonostante il potenziale enorme, i ricercatori lasciano ancora in sospeso alcune questioni fondamentali: quando questo materiale sarà pronto per la produzione in serie e nelle quantità necessarie? Sarà possibile produrlo a prezzi accettabili per il mercato? Queste incognite mantengono la cautela sul fatto che la rivoluzione dei 5.000 km sia davvero alle porte, ma la ricerca coreana ha indubbiamente acceso una luce sul futuro delle batterie per veicoli elettrici.