Le auto odierne funzionano, come tutti sappiamo, a combustibile fossile. Il petrolio estratto dalle piattaforme viene sempre meno, quindi si sta cercando di trovare una soluzione alternativa ai derivati dell'"oro nero".
L'auto elettrica è un'automobile con motore elettrico che utilizza l'energia chimica che viene immagazzinata in un "serbatoio" energetico costituito da una o più batterie ricaricabili.
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| L'auto elettrica della Tesla |
Una rivoluzione in campo energetico potrebbe arrivare dalle nuove batterie a celle di flusso semi-solido.
Questa batteria, sviluppata dai ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology), è strutturata secondo un’innovativa architettura, che permetterebbe ai veicoli elettrici di essere alimentati sfruttando la carica accumulata dalla batteria stessa. Particelle solide (elettrodi positivi e negativi) sono sospese all’interno di un liquido elettrolitico denominato “grezzo cambridge” e filtrate all’interno di sistemi separati.
La novità è nella chimica del carburante, che i ricercatori chiamano"Cambridge Crude" e contiene Litio in forma ionica, capace di offrire una densità di energia e potenza 10 volte superiore a quella conosciuta per le batterie di flusso. Ma i vantaggi principali di questa soluzione sono che appare assai meno costosa, facilmente industrializzabile e ha per l’utente modalità di utilizzo identiche a quelle attuali tipiche della benzina o del gasolio eliminando d’un colpo tutte le problematiche inerenti la rete di rifornimento dell’auto elettrica così come era intesa finora, e rivoluzionando molti preconcetti riguardo lo stoccaggio dell’energia.
La pecularità del nuovo progetto è rappresentata dal fatto che le due funzioni della batteria (lo stoccaggio dell'energia e la scarica dell'energia quando deve essere usata) sono separate in strutture fisiche distinte. Nelle batterie convenzionali, infatti, le fasi di stoccaggio e di scarica hanno luogo nella medesima struttura. Separare queste funzioni si traduce nella possibilità di realizzare batterie dalla maggiore efficienza. Secondo quanto dichiarato dai ricercatori, una batteria di questo tipo potrebbe essere inoltre "rifornita" estraendo il liquido esausto e immettendo una soluzione integra oppure sostituendo i serbatoi della batteria.
Le cosiddette flow battery hanno gà visto qualche rara applicazione, ma dal momento che hanno impiegato liquidi a bassa densità energetica (la quantità di energia che può essere stoccata in un dato volume) occupano più spazio delle soluzioni a celle a combustibile e richiedono inoltre un rapido pompaggio del fluido al loro interno, ai danni dell'efficienza energetica.
Il team di ricercatori ha avuto l'intuizione di combinare la struttura di base delle flow battery con le caratteristiche chimiche delle batterie agli ioni di litio, riducendo i materiali solidi delle batterie a piccole particelle che possono essere trasportate in sospensione liquida.
Questo progetto rende possibile, almeno sulla carta, dimezzare le le dimensioni e il costo di un sistema batteria, inclusi i supporti strutturali ed i connettori, rispetto alle soluzioni attuali. La riduzione degli ingombri e del peso potrebbe rappresentare un passo fondamentale in direzione della realizzazione di veicoli elettrici capaci di competere, in fatto di prestazioni, con i veicoli alimentati a benzina o a gasolio.
Affinché sia ora possibile realizzare in maniera pratica ed agevole una versione commerciale di questa batteria è necessario che la ricerca individui migliori materiali per il catodo, l'anodo e l'elettrolita, ma allo stato attuale delle cose non vi sarebbero particolari ostacoli da superare.
La nuova tecnologia è stata sviluppata con fondi forniti dalla Defense Advanced Research Projects Agency dello U.S. Department of Defense e dall’Advanced Research Projects Agency – Energy (ARPA-E), insieme ad altri di provenienza statale e privata, per 16 milioni di dollari e brevettata da una società denominata "24M Technology", fondata dagli stessi professori Chiang e Carter con l’imprenditore Throop Wilder che ne è il presidente. Il MIT (che è tra gli azionisti della A123, una delle aziende impegnate nello sviluppo e nella produzione di batterie agli ioni di litio per auto) crede che le batterie di flusso semi-solido hanno la potenzialità per sostituire quelle al litio classiche solo in alcune applicazioni come quelle automobilistiche, ma non per l’elettronica di consumo o il cosiddetto power tool (trapani, avvitatori, utensili da giardino, etc.). L’obiettivo ora è mettere a punto ulteriormente la composizione chimica del Cambridge crude e di approntare entro 18 mesi un prototipo di auto elettrica dotato di questa tecnologia.
Quali sono i vantaggi delle auto elettriche?
1) può avere un’efficienza doppia o superiore rispetto alle migliori auto a benzina o diesel
2) non ha emissioni in atmosfera
3) la coppia massima di un motore elettrico è a 0 giri, quindi ottime prestazioni soprattutto in città
4) è assolutamente silenziosa
5) la manutenzione di un motore elettrico è praticamente nulla, la vita media è di un milione di km
Fonti: TuttoGreen, Omniauto, EnergoClub, Wikipedia
Questo articolo rappresenta il mio contributo al "Carnevale della chimica #6".
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