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Batterie delle auto elettriche: si lavora a quelle “senza peso”

Pubblicato 13 aprile 2021

Si chiamano batterie strutturali e con esse potrebbe essere costruito parte del telaio della vettura riducendone drasticamente il peso.

Batterie delle auto elettriche: si lavora a quelle “senza peso”

ABBASSO I KG DI TROPPO - Le auto elettriche si portano appresso centinaia di chili di batterie: cosa succederebbe se questo fardello si alleggerisse di colpo? La risposta concreta è ancora lontana, ma le sperimentazioni sulle batterie “senza massa” continuano alacremente. Una delle più promettenti sembra essere quella della svedese Chalmers University of Technology, che studia batterie strutturali a base di fibra di carbonio. L’idea è  semplice concettualmente ma complicata da mettere in pratica: se la batteria diventa parte della struttura portante di un veicolo, la sua massa "scompare". Le ali degli aeroplani, per esempio, agiscono anche da serbatoio con la loro stessa struttura, senza bisogno di un contenitore separato e quindi il serbatoio… sparisce. Il professore Leif Asp, leader del progetto, spiega che “la batteria strutturale di prossima generazione ha un grande potenziale. Entro pochi anni si potrebbero produrre smartphone, portatili e biciclette elettriche che pesano la metà di oggi e anche le auto elettriche avrebbero grandi vantaggi”. Nelle auto elettriche, nelle quali le batterie possono arrivare anche al 25% del peso complessivo, con le batterie strutturali si potrebbe costruire la piattaforma, unificando in un solo componente il battery pack e il pianale e alleggerendo molto il veicolo.

MATERIALI DOUBLE FACE - I ricercatori della Chalmers University hanno sviluppato delle celle in fibra di carbonio, un composito che funge contemporaneamente da elettrodo, conduttore e materiale strutturale (nella foto qui sotto). Sappiamo infatti che questo materiale è molto resistente in rapporto al suo peso e che il carbonio può condurre l’elettricità. La loro genesi è stata molto lunga perché si sono dovuti mettere a punto compositi in fibra di carbonio che unissero leggerezza, resistenza e la capacità di immagazzinare energia elettrica. Questo lavoro preliminare, per inciso, è stato inserito fra le dieci più grandi scoperte scientifiche del 2018. In effetti le batterie strutturali sperimentate precedentemente erano o molto resistenti o con buone proprietà elettriche. La fibra di carbonio ha permesso di creare una batteria strutturale resistente e anche competitiva come capacità di accumulo dell’energia.

CAPACITÀ COSÌ COSÌ MA... - La versione attuale di questa batteria ha un anodo in fibra di carbonio mentre il catodo è in alluminio rivestito di fosfato di ferro e litio. I due elettrodi sono separati da un tessuto in fibra di vetro a matrice che contiene l’elettrolita e contribuisce alla rigidezza della batteria. I compromessi nei materiali e la chimica usata - litio ferro-fosfato, proposta anche da Volkswagen per i suoi veicoli economici (qui per saperne di più) - portano ad una densità di energia di 24 Wh/kg, che è solo il 20% della capacità delle batterie comparabili attuali. Ma questo valore è già interessante perché un veicolo più leggero avrà bisogno di meno energia per percorrere gli stessi km.

MIGLIORERÀ ANCORA - Questi prototipi sono già molto migliori di tutti i precedenti ma i ricercatori hanno già delineato un cammino che porterà la densità energetica di queste celle a 75 Wh/kg; la resistenza meccanica sarà simile a quella dell’alluminio ma con un peso inferiore. Questi risultati, raggiungibili in un paio d’anni, deriveranno da un catodo non più in alluminio ma in fibra di carbonio e da un separatore sempre in fibra di vetro ma molto più sottile, che consentirà anche ricariche più veloci. Se queste promesse verranno mantenute i veicoli elettrici potrebbero diventare molto più efficienti di quelli odierni, già molto abili a sfruttare l’energia delle batterie (qui per saperne di più).



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Ritratto di Check_mate
13 aprile 2021 - 16:31
Una ricerca veramente molto molto interessante. Grazie redazione.
Ritratto di ziobell0
13 aprile 2021 - 16:36
molto interessante ma questo lascia capire quanto immatura sia la tecnologia legata all'elettrico. Mi immagino fra 10 anni cosa penseremo di una segm. C che pesa 2 tonnellate
Ritratto di Giuliopedrali
13 aprile 2021 - 16:49
E' affascinante questa epoca la nostra, perchè è l'inizio di qualcosa automoblisiticamente parlando, un'era pionieristica come oltre 100 anni fa in Europa e soprattutto America quando nascevano centinaia di costruttori di auto quasi all'insaputa uno dell'altro magari a pochi km di distanza, durati spesso lo spazio di un mattino, ho guardato prima solo di marche che si sono chiamate Meteor ce ne sono state 8 o 9 negli USA intorno al 1905 - 1910: meteore appunto.
Ritratto di Check_mate
13 aprile 2021 - 16:59
Vero Giulio, sono d’accordo con te!!
Ritratto di RubenC
15 aprile 2021 - 20:09
2
Giuliopedrali, sono d'accordo!
Ritratto di Giocatore1
13 aprile 2021 - 17:10
2
Difficilmente si vedranno sviluppi così grossi in un così breve tempo. Le macchine che si costruiranno tra 10 anni si "pensano" adesso a livello di piani industriali. Questa è una tecnologia ancora in fase sperimentale.
Ritratto di Meandro78
13 aprile 2021 - 17:01
Mi immagino i danni in caso di tamponata/contatto...
Ritratto di ziobell0
14 aprile 2021 - 10:27
niente...se fai un ciocco vendi la casa e cambi il cofano
Ritratto di Mbutu
13 aprile 2021 - 17:32
Interessante. Da capire quanto possa essere conveniente sulle auto "normali" in termini di sostituzione/riparazione. Certo che su supersportive piuttosto che in aereonautica può avere un suo perchè.
Ritratto di desmo3
13 aprile 2021 - 17:59
6
Se ne parla già da un po' e sono convinto sia uno degli sviluppi più interessanti e promettenti da seguire nel mondo delle auto elettriche. Certo, i tempi di sviluppo non saranno brevi e neanche i costi potranno essere bassi inizialmente (come per tutte le tecnologie nuove del resto).
Ritratto di Francesco Pinzi
13 aprile 2021 - 19:21
Mi pare che ancora si stia cercando la bussola.. da una parte bene, è stimolante. Dall'altra, troppa incertezza.. l'utente gradisce un futuro chiaro per l'auto che comprerà oggi. C'è necessità di intraprendere una via univoca pensando in grande ma allo stesso tempo al pratico.
Ritratto di giocchan
13 aprile 2021 - 20:07
È interessante... però quanto costerà cambiare il pacco batterie? È vero che le batterie durano tanto, però oggi, per esempio, si può cambiare il pacco batterie della prima Leaf, montandone uno da 40kWh (un bell'uprgade rispetto a quello da 24kWh montato 10 anni fa). Ovviamente la spesa non è contenuta (circa 9.000 euro), ma almeno è fattibile! Se la batterie fosse sparsa per cofano e sportello, sarebbero praticamente impossibili da cambiare!
Ritratto di Llegoelfin
13 aprile 2021 - 20:27
Così quando ci sarà da sostituire gli accumulatori giunti a fine vita si dovrà ipotecare la casa per rimettere in sesto una vettura che avrà un valore residuo inferiore alle porte dell'immobile ipotecato. Se questo è il futuro mi sa che solo la classe elevata potrà permettersi il "lusso" di una auto personale.
Ritratto di RubenC
13 aprile 2021 - 22:39
2
E che cos'ha l'idrogeno di meglio dell'elettrico tradizionale? L'impatto ambientale? Non credo. L'efficienza energetica? No di certo. La praticità? Della serie, vai a Bolzano a fare il pieno e torni. Però sono solo 5 min al distributore.
Ritratto di marcoluga
14 aprile 2021 - 12:48
2
L'idrogeno potrebbe benissimo sposarsi con la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, discontinue ed difficilmente immagazzinabili, ragione per la quale devono essere stampellate con produzione sporca o nucleare. Tra l'altro, in Svizzera abbiamo 5 punti di approvvigionamento.
Ritratto di RubenC
14 aprile 2021 - 16:56
2
Beh, non è che 5 distributori siano un numerone... Soprattutto perché (ricordiamocelo) le auto a idrogeno non si ricaricano ac asa, e quindi anche con una grande diffusione di distributori uno potrebbe comunque dover fare 50 km per cercare una stazione di idrogeno.
Ritratto di marcoluga
15 aprile 2021 - 12:20
2
Ovvio, per il momento è prematuro.
Ritratto di Matteo1908
14 aprile 2021 - 10:25
2
Perché non pensano ad aumentare i km che può percorrere un auto elettrica, a diminuire il tempo di ricarica delle batterie e ad aumentare la vita delle batterie e fare in modo di abbassare drasticamente sia il prezzo delle auto che il prezzo delle batterie quando vengono sostituite. Ad oggi il fatto delle auto elettriche non mi convince per niente. Spero che un domani si possa raggiungere o addirittura superare l'efficenza del Gasolio che ad oggi per chi fa un po' di strada rimane sempre la scelta migliore.
Ritratto di Mbutu
14 aprile 2021 - 10:54
Oibhò, che tu non sia convinto dalle auto elettriche è del tutto lecito. Però: l'efficenza delle elettriche è già oggi di molto superiore a quella delle auto a gasolio. I km che può percorrere un'auto elettrica li stanno già aumentando; sia migliorando i mezzi sia sviluppando le batterie. I tempi di ricarica delle batterie in quanto tali sono già molto buoni, il problema resta l'erogazione dell'energia con cui riempirle. La vita delle batterie odierne spesso si misura in tempi superiori a quelli del veicolo stesso. Quanto ai costi, nell'ultimo decennio il prezzo è sceso circa del 90%, non mi sembra male.
Ritratto di mondoka
14 aprile 2021 - 10:47
In totale controtendenza con la situazione attuale che vediamo quei pianali pieni di piccole batterie come delle ministilo per le quali non so quanta tanta percentuale del peso sarà il solo involucro di protezione. Una tecnologia come ripetiamo spesso agli albori per molti aspetti, quella delle batterie per le auto elettriche.
Ritratto di Probabilmente
14 aprile 2021 - 11:14
Sarà interessante vedere i fuochi d'artificio quando ci sarà anche solo un piccolo tamponamento in città.
Ritratto di dr_watson
14 aprile 2021 - 11:29
In caso di incidente, il litio a contatto con l'aria detona e addio. Tecnologia acerba e tempi di ricarica che mI potranno scendere sotto l'ora. Il futuro non è nelle batterie ma nei supercondensatori.
Ritratto di RubenC
14 aprile 2021 - 16:53
2
I tempi di ricarica sono già ben sotto l'ora... Esempio a caso fra gli ultimi modelli usciti: la nuova Kia EV6 ricarica 100 km WLTP in 4,5 minuti.
Ritratto di marcoluga
14 aprile 2021 - 12:45
2
Chi tocca muore.
Ritratto di Al Volant
14 aprile 2021 - 17:13
Mmm... Gabbia di faraday esplosiva! Vietato uscire in auto con la pioggia.
Ritratto di Nandoeffe
16 aprile 2021 - 00:51
Per me il posto giusto per le batterie resta sotto al pianale, sono i materiali delle batterie che si devono evolvere per renderle più piccole e leggere, più sicure e con meno degrado nel tempo.
Ritratto di GUIDO MONEGATTI
16 aprile 2021 - 10:56
fra pochi anni quelle costose scatole elettriche che girano oggi saranno equiparate alle auto d'epoca e le vedremo nei raduni dedicati.