Batterie auto senza ricarica, i test USA promettono bene

IFBattery, spinoff USA della Purdue University, propone la batteria a liquido che si ricarica in un attimo: i benzinai e le raffinerie sono salvi!

7 giugno 2017 - 16:59

L'eterna promessa dell'auto elettrica si è sempre scontrata con l'autonomia, un limite legato alle batterie. Gli elementi al Litio di uso corrente, benché molto più “energetici”, a parità di volume e peso, rispetto a quelli al Piombo e al Nickel-Metalidrato, rimangono comunque pesanti e pericolosi, dato che il Litio tende a reagire violentemente con l'Ossigeno. Anche se la ricerca promette grandi miglioramenti (leggi della scoperta USA che potrebbe portare a batterie 3 volte più potenti) rimane l'ostacolo dei tempi di ricarica. Il quadro potrebbe però cambiare se la batteria presentata da IFBattery avesse uno sbocco concreto: la sua ricarica ha tempi paragonabili ad un pieno di carburante dato che avviene semplicemente cambiando i suoi elettroliti liquidi “consumati”.

LA BATTERIA “VELOCE” Più batteria equivale a più autonomia e, purtroppo, ad un più alto prezzo dell'auto. L'equazione si “regge” se l'alto prezzo di un battery pack da 70-10 kWh può essere assorbito da un'auto al top di gamma ed è stata questa l'intuizione di Tesla, che ha offerto auto da 100 mila dollari con un'autonomia buona in generale e strabiliante se raffrontata alle altre elettriche. Per contenere entro limiti accettabili i tempi di ricarica ha offerto agli acquirenti, inizialmente a titolo gratuito (leggi che da quest'anno la ricarica veloce sarà a pagamento), la rete dei suoi Supercharger, costruita ad hoc. La tecnologia sviluppata dai ricercatori della Purdue University affronta la questione con l'intento di offrire una batteria ricaricabile istantaneamente, o quasi, che in più sia sicura, conveniente e rispettosa dell'ambiente.

RICARICA LIQUIDA Il prototipo di questa rivoluzionaria tecnologia è stato sviluppato da un team di ricercatori guidato da John Cushman, ordinario di scienze della Terra e professore di matematica, e presentato alla nona edizione della International Society for Porous Media International Conference.

La sua relazione ha un titolo astruso (Redox reactions in immiscible-fluids in porous media – membraneless battery applications) ma il tema è interessantissimo, dato che evidenzia che “una delle più grande sfide per l'industria è prolungare la carica delle batterie e risolvere la questione delle infrastrutture per la ricarica efficace dei veicolo. Una delle più grandi difficoltà per gli automobilisti è la quantità di tempo necessario per mantenere cariche le batterie delle loro auto”. Il tema è sviluppato da Eric Nauman, professore di ingegneria meccanica e ingegneria biomedica alla Purdue e co-fondatore della spinoff IFBattery che sfrutterà commercialmente i brevetti della ricerca: “IFBattery sta sviluppando un sistema di stoccaggio energetico che permetterebbe ai guidatori di 'rifornire' i loro veicoli elettrici o ibridi con elettroliti fluidi in maniera molto simile a quanto fanno con i carburanti tradizionali”.

SETTORI ANCORA IN GIOCO Un aspetto estremamente interessante, enfatizzato da Cushman, è proprio l'uso delle attuali infrastrutture: “Invece di lavorare il petrolio, le raffineria 'caricherebbero' di nuovo gli elettroliti esausti e le stazioni di rifornimento, invece di erogare benzina o gasolio, distribuirebbero una miscela di acqua e etanolo o metanolo 'carica'. Gli automobilisti depositerebbero gli elettroliti usati nelle stazioni di servizio, che le invierebbero a stabilimenti di ricarica. Questi impianti, qualora utilizzassero energie rinnovabili, ricaricherebbero l'elettrolita con emissioni bassissime. La nostra tecnologia potrebbe essere quasi perfettamente compatibile con la maggior parte delle strutture attuali: oleodotti, trasporto su rotaia e su gomma, stazioni di servizio e raffinerie”. Mike Mueterthies, dottorando di ricerca alla Purdue e terzo cofondatore di IFBattery, spiega l'unicità di questo sistema: “anche se esistono altre batterie a 'flusso', noi siamo i primi a non usare membrane, cosa che riduce i costi e rende la batteria più longeva”.

LUNGA VITA ALLA BATTERIA Cushman aggiunge che “la contaminazione della membrana può accorciare la vita della batteria ed è causa di molti incendi. I componenti di IFBattery sono così sicuri da potere essere conservati in casa, la loro stabilità li rende facilmente producibili e trasportabili e sono economici” (leggi che i prezzi delle batterie sono previsti in discesa).

Il prototipo di questa particolarissima batteria ha sviluppato 1,7 volt con una corrente di 0,3 ampere e usa un anodo di Zinco poroso e due fluidi “immiscibili” stabilizzati da un diaframma parimenti poroso. Uno è NH4Cl (Cloruro di Ammonio) con Metanolo e l'altro è acqua salata con acido solforico, solfato di Sodio e Vanadio. La reazione di ossidoriduzione (redox) crea un potenziale di – 0,7 volt all'anodo e + 1 volt al catodo di grafite, donde la tensione totale di 1,7 V. La ricarica della batteria, oltre che con la sostituzione degli elettroliti, può avvenire “sul posto” tramite corrente elettrica e questo potrebbe potenzialmente aprire la strada alla ricarica domestica e al recupero dell'energia in frenata. Arriveremo a dire: “20 litri di Vanadio super”?

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