Ultimo aggiornamento: 12.11.19

 

Leggete il nostro articolo e scoprirete ciò che c’è da sapere sulle batterie di nuova generazione presenti sulle automobili che non hanno bisogno di carburante.

 

La batteria è un elemento fondamentale dell’automobile, essenziale tanto quanto il motore e il carburante che l’alimenta. Senza la batteria il veicolo non sarebbe nemmeno in grado di accendersi e pertanto i produttori di automobili cercano di realizzarne sempre di più avanzate. L’ultima innovazione viene dal campo delle automobili elettriche, che montano delle batterie realizzate con ioni di litio, spesso chiamate anche Li-Ion. Questa tecnologia si è imposta già in altri campi, come per esempio nella produzione di apparecchi elettronici per il grande pubblico come smartphone e computer portatili e alla fine è arrivata anche sui veicoli.

A portare al successo le batterie Li-Ion è stata la scoperta della grafite, utilizzabile come anodo reversibile ma non è sicuramente l’unico fattore, sono infatti anche molto più leggere e come risultato non hanno un impatto significativo sulle prestazioni del veicolo. Non soffrono poi dell’effetto memoria che si presentava nelle vecchie batterie quando queste venivano ricaricate per avendo ancora carica residua.

Non sono però strumenti infallibili e presentano anche qualche svantaggio come il decadimento progressivo, che avviene anche quando la batteria non è utilizzata. Per quanto concerne le automobili questo potrebbe rivelarsi un problema, soprattutto se consideriamo il costo della batteria e la necessità di garantire prestazioni elevate.

 

Riutilizzare le batterie

Le batterie elettriche agli ioni di litio non possono durare per decenni, dopo quattro o cinque anni andranno comunque sostituite poiché scenderanno al di sotto del 70% della loro capacità. Pur non essendo utilizzabili per il mercato delle automobili, però, hanno ancora una notevole autonomia residua e sarebbe uno spreco smaltirle, soprattutto se consideriamo la necessità di materiali poco diffusi sul pianeta come nichel, cobalto e grafito, questi ultimi estraibili addirittura in due soli paesi, Cina e Congo.

 

 

Produttori di automobili come Nissan e BMW stanno sperimentando delle tecnologie che potrebbero in futuro permettere di riutilizzare le batterie a ioni di litio delle auto elettriche. Il progetto Nissan in particolare, che prevede l’utilizzo delle batterie proprietarie LEAF, si pone l’obiettivo di dare un duplice scopo alle batterie delle automobili elettriche. Il periodo di sperimentazione è stato messo in atto in altri paesi europei come Regno Unito e Germania e attualmente anche in Italia. 

Lo scopo è quello di creare delle colonne di ricarica che non solo cedano energia alla batteria dell’automobile, ricaricandola, ma anche ricevere energia da queste per immetterla in una rete da cui altri sistemi potranno attingere. Il fine ultimo dovrebbe essere quello di garantire agli utenti dotati di auto elettrica un’autonomia energetica per l’elettricità necessaria in casa. Questo sistema dovrebbe inoltre produrre un surplus energetico che può essere venduto dai singoli con un netto guadagno e un minor impatto ambientale.

In Giappone sia Toyota sia Nissan hanno già messo in atto degli esempi di riciclo delle batterie. La prima utilizza quelle delle proprie Prius elettriche come sistemi di stoccaggio per l’energia proveniente dai pannelli solari mentre Nissan grazie alle sue LEAF illumina la città di Namie, colpita dal disastro nucleare della centrale Daiichi a Fukushima.

Non tutti i produttori, però, la vedono allo stesso modo. Basti pensare ai pionieri dell’auto elettrica di lusso Tesla, compagnia creata dal magnate Elon Musk. Il loro ciclo di produzione prevede il ritiro delle batterie non più efficienti per recuperare le materie prime rare e immetterle nuovamente nella produzione per svilupparne di nuove.

 

Nuove tecnologie

Il progresso tecnologico non si ferma però e se le batterie agli ioni di litio rappresentano una buona scelta oggi non vuol dire che lo saranno anche in futuro. Ultimamente si parla molto anche di batterie allo stato solido. Queste, sfruttando elettroliti allo stato solido, dovrebbero essere meno infiammabili e quindi più sicure da utilizzare rispetto a quelli liquidi che, se superano i 60 gradi centigradi, possono dare il via alla combustione della batteria.

Per quanto concerne gli elettroliti solidi inorganici, un’alternativa da considerare, sorgono ancora molti problemi come la produzione e l’inserimento degli stessi in sistemi già esistenti.

Alternative valide sono le batterie litio-zolfo, litio-aria e batterie redox flow, chiamate anche batterie di flusso. Queste ultime hanno potenzialmente un lungo ciclo di vita e, soprattutto, sono prive di emissioni nocive con alta tolleranza a cicli di sovraccarico e sovrascarico. Non rappresentano però ancora una scelta possibile a causa della loro complessità, costituite come sono da pompe e sensori che ne renderebbero la produzione industriale molto più complessa e onerosa per le aziende.

 

 

Cosa aspettarsi dalle auto elettriche del futuro?

La macchina elettrica è già una realtà ma il cuore del veicolo e il suo funzionamento è legato alla batteria e se vedremo delle innovazioni, più che dal punto di vista del design o del motore, saranno proprio relative al sistema di alimentazione. 

Attualmente, in Cina, i produttori di automobili elettriche sono centinaia ed è previsto che per il 2030 le auto elettriche saranno ben 6 milioni e un decennio dopo, entro il 2040, potrebbero essere il 50% delle macchine utilizzate. Un business che non farà altro che crescere nel tempo qualora vengano trovate soluzioni efficienti sia per lo smaltimento delle batterie sia per un miglioramento della loro efficienza e implementazione in altri sistemi. 

Per stimolare la competizione, il governo cinese erogherà sussidi per le aziende in grado di innovare e creare batterie ad alta densità energetica. Si tratta di un investimento di portata notevole che potrebbe portare a ottimi risultati nel breve periodo, garantendo così la realizzazione di una batteria per auto economica e un abbandono progressivo del carburante fossile che, oltre a essere limitato, è anche molto inquinante.