Addio combustione interna, ciao elettrico: questo è il ritornello dei produttori di automobili, molti dei quali promettono di passare a veicoli a zero emissioni, mentre molti governi hanno delineato piani per vietare benzina e diesel entro tre decenni. Il genio del vuoto, Sir James Dyson, ha accolto favorevolmente questo carrozzone, promettendo 2,5 miliardi di sterline in investimenti in ricerca e sviluppo e 400 ingegneri per sviluppare un’edizione britannica.
Un miliardo di sterline di quel denaro è destinato solo alla batteria, con Dyson che lavora su modelli a stato solido progettati per durare dalla Cornovaglia alla Scozia. La società di ingegneria britannica spera di avere automobili sulla strada entro il 2020, rivaleggiando con la Toyota con la stessa tabella di marcia per utilizzare batterie allo stato solido nei veicoli elettrici entro tre anni. Ecco perché entrambe le aziende stanno esaminando le tecnologie a stato solido e quali sfide potrebbero vederle frenare.
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Batteria allo stato solido: cosa significa batteria allo stato solido?
La batteria del telefono o della fotocamera è probabilmente agli ioni di litio, che è leggera, si carica rapidamente ed è ricaricabile. È costituito da elettrodi di litio solidi inseriti in un elettrolita chimico. Le batterie a stato solido abbandonano l’elettrolita liquido a favore di un materiale conduttivo solido come un polimero o una ceramica.
Batteria allo stato solido: perché pentare solida?
Tali batterie offrirebbero una capacità maggiore in un pacchetto più piccolo, si caricherebbero più velocemente, durerebbero più a lungo e non andrebbero in fiamme sotto pressione: un punto chiave di vendita. Una cosa è che il tuo Samsung Galaxy Note 7 si arrostisca ed esploda, un’altra cosa è quando ciò accade all’auto di famiglia. Inoltre, l’utilizzo di una versione non infiammabile significa che le case automobilistiche possono abbandonare i sistemi di raffreddamento e fare spazio per una batteria più grande.
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È probabile che anche le batterie allo stato solido durino più a lungo, non solo in termini di capacità ma anche di durata del ciclo di carica. La durata della batteria dello smartphone diminuisce ogni volta che lo carichi e lo scarichi. Mentre sostituiamo volentieri gli smartphone ogni due anni, le auto devono durare un po’ più a lungo.
Batteria a stato solido: qual è il problema?
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Non è stato facile trovare un materiale a stato solido che conduca abbastanza bene da svolgere il lavoro. Il laboratorio svizzero EMPA ha avuto successo con l’ammide-boroidruro, il MIT ha suggerito solidi a base di solfuro e altri ricercatori si sono persino concentrati sull’uso dell’aria come elettrolita anziché sui solidi. Un altro potenziale è il vetro. John Goodenough, ricercatore presso l’Università del Texas ad Austin, ha utilizzato con successo elettroliti di vetro al posto di quelli liquidi e gode di grande credibilità nel mondo delle batterie, poiché è stato lui a far funzionare le batterie agli ioni di litio presso l’Università di Oxford nel Anni ’80.
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Batteria allo stato solido: perché non costruire semplicemente le batterie Goodenough?
Ciò che funziona in laboratorio non sempre si traduce in prodotti commerciali. Le batterie allo stato solido non solo devono funzionare, ma devono essere prodotte su larga scala e a costi sufficientemente bassi. Nel frattempo, un’altra tecnologia delle batterie potrebbe imporsi e vincere la gara. Secondo quanto riferito, la Tesla di Elon Musk sta lavorando su una nuova tecnologia per le batterie agli ioni di litio, assumendo il ricercatore Jeff Dahn. Lo stato solido è solo un cavallo nella corsa.
