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Auto elettriche cariche in 10 minuti? Sì, basta riscaldare le batterie

Un gruppo di ricercatori della Penn State University ha messo a punto una soluzione che consente di abbattere i tempi di ricarica delle attuali batterie al litio, portandoli ad appena 10 minuti, senza degrado della batteria stessa. La soluzione inoltre non è molto costosa e dovrebbe essere relativamente facile da implementare per i produttori di batterie. Se dovesse arrivare sul mercato potrebbe rappresentare un impulso concreto all’adozione di auto elettriche da parte del grande pubblico.

La diffusione delle attuali auto elettriche ha infatti diversi ostacoli, primo tra tutti quello infrastrutturale, dovuto alla scarsità di impianti di ricarica pubblici in città e sulle autostrade, ma anche la cosiddetta range anxiety, ossia l’ansia dovuta a scarsa autonomia gioca un ruolo fondamentale e fa da freno, soprattutto psicologico, all’acquisto di questo tipo di soluzioni, unitamente ai lunghi tempi di ricarica. Si capisce quindi come la soluzione della Penn State University risolverebbe due dei tre limiti principali, con gran beneficio per il mercato automobilistico e un domani, chissà, anche per quello dei dispositivi mobili.

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Come sappiamo in realtà è possibile ricaricare più velocemente una batteria erogando voltaggi superiori. Il limite di tale soluzione, fino ad ora, è legato però alla cosiddetta “placcatura al litio” e all’innalzamento della temperatura della batteria stessa che sulla lunga distanza ne degradano le prestazioni, diminuendone anche la vita media.

‎Quando infatti viene erogata rapidamente molta elettricità, il litio, impiegato per la realizzazione del catodo, tende a depositarsi sull’anodo in grafite, riducendo al tempo stesso la capacità della batteria ed aumentando i rischi legati alla sicurezza. Il fenomeno accade soprattutto con temperature inferiori ai 10° C ma non si verifica a temperature superiori, tuttavia il surriscaldamento provoca altri problemi alla batteria.

I ricercatori però sono riusciti a trovare un equilibrio che consente di avere solo i vantaggi eliminando i difetti: se infatti si preriscalda la batteria portandola a 60°C in circa 30 secondi e poi si mantiene questa temperatura per i 10 minuti necessari a ricaricarla in modo super veloce, riportandola poi altrettanto velocemente a temperatura ambiente, la batteria si ricarica senza subire la placcatura al litio né alcun tipo di danno dovuto al calore eccessivo.

La soluzione impiegata è semplice: inserire una sottilissima lamina di nichel all’interno della batteria per elevarne velocemente la temperatura tramite riscaldamento. Ovviamente dei sensori si occuperebbero di tenere la temperatura entro i 60° C prestabiliti, spegnendo tutto dopo 10 minuti, mentre il raffreddamento rapido sarebbe garantito dai sistemi già presenti attualmente sulle auto elettriche.

In particolare, secondo Chao-Yang Wang, docente di ingegneria chimica e di scienza e ingegneria dei materiali e direttore dell’Electrochemical Engine Center presso la Penn State University, è possibile ricaricare in soli 10 minuti la batteria di un veicolo elettrico, assicurandogli un’autonomia aggiuntiva compresa tra 320 e 480 km, mantenendo al contempo una capacità di ricarica superiore al 91% dopo ben 2.500 cicli di ricarica, che equivalgono a 800.000 km.

Ora le difficoltà sono tutte di tipo industriale. I produttori dovrebbero infatti integrare nelle proprie batterie la lamina in nichel e i sensori, ma soprattutto chi gestisce le – poche – reti di ricarica dovrebbe adeguare o sostituire gli erogatori. Si tratta di soluzioni praticabili, soprattutto nel primo caso, ma ovviamente tutto dipenderà dalle valutazioni che faranno i produttori riguardo all’eventuale convenienza. In ogni caso, finché non si troverà una soluzione adeguata per garantire alle auto elettriche autonomia e tempi di ricarica paragonabili a quelli delle attuali auto a combustibili fossili le vendite difficilmente decolleranno.