Le case automobilistiche corrono per svilupparsi in modo solido

Jul 14, 2023

Viene salutata come una svolta nel settore dei veicoli elettrici: la batteria allo stato solido. L’industria automobilistica sta investendo molto nella tecnologia, che potrebbe migliorare l’autonomia e la sicurezza riducendo al contempo i costi di produzione.

Tutte le principali case automobilistiche europee hanno abbracciato le batterie mentre si affrettano a rispettare le scadenze del regolamento UE 2035 sull’eliminazione graduale del motore a combustione.

Mercedes, BMW e Volkswagen stanno attualmente utilizzando batterie al litio standard. Ma stanno anche investendo ingenti somme di denaro nella ricerca e nello sviluppo della cosiddetta batteria a stato solido.

Con l’industria automobilistica che cerca di ridurre le emissioni di carbonio eliminando il motore a combustione, la batteria è diventata la fonte di energia di riferimento per sostituire la benzina, un combustibile fossile. Lo sviluppo dei veicoli elettrici (EV) ha creato una domanda di batterie per automobili con una maggiore autonomia.

Le batterie a stato solido potrebbero offrire questo vantaggio rispetto alle batterie attualmente in uso, insieme a una maggiore densità di energia e una ricarica più rapida. Potrebbero rivelarsi più leggeri e più sicuri.

Dalle semplici celle monouso come AA e AAA alle batterie ricaricabili come quelle utilizzate nei veicoli elettrici, anche l'utilizzo delle batterie si è evoluto in modo significativo da quando sono state inventate nel 1800.

"Credo che la batteria sia la più grande innovazione del 21° secolo e che cambierà radicalmente il nostro mondo", ha detto alla DW il professor Ferdinand Dudenhoeffer, direttore del Centro per la ricerca automobilistica di Duisburg.

Esistono due tipi principali di batterie: primarie e secondarie. Le batterie primarie, note anche come batterie monouso, non possono essere ricaricate. Forniscono energia costante per tutta la loro vita, ma non possono essere invertite per produrre più energia. Il tipo più popolare è la batteria alcalina, ampiamente utilizzata nei dispositivi autonomi a basso consumo.

Le batterie secondarie, nel frattempo, consentono di invertire le reazioni chimiche attraverso l’applicazione di tensione, rendendole ricaricabili. Le batterie al piombo, al nichel-metallo idruro e agli ioni di litio sono tutte utilizzate nell'industria automobilistica, in particolare le batterie al litio leggere. Tesla fa molto affidamento sulle batterie al litio per le sue auto elettriche.

Le batterie al litio si basano su una soluzione elettrolitica liquida, che consente agli ioni di litio di muoversi secondo necessità affinché la batteria funzioni. Con le batterie allo stato solido, gli scienziati sono riusciti a sostituire questo elettrolita liquido con un elettrolita solido. Ciò consente di eliminare il pesante componente separatore necessario per evitare che l'elettrodo positivo entri in contatto con l'elettrodo negativo.

L'assenza di un elettrolita liquido infiammabile riduce il rischio di incendio, rendendo la batteria più sicura rispetto alla batteria allo stato liquido.

Test condotti in laboratori sia in Giappone che in Europa hanno mostrato un grande potenziale nella batteria, con la Toyota che ha recentemente annunciato una svolta con la batteria a stato solido. All'inizio di luglio, la casa automobilistica giapponese ha dichiarato di aver semplificato il processo di produzione dei materiali utilizzati per realizzarle. Toyota, la seconda casa automobilistica mondiale, ha dichiarato che prevede di produrre automobili con batterie allo stato solido entro il 2025.

Grazie ad una maggiore densità di energia, la batteria a stato solido alimenterà l’auto su distanze più lunghe, migliorando quindi l’autonomia, una questione chiave sia per i consumatori che per i produttori quando si tratta di veicoli elettrici.

La tecnologia delle batterie allo stato solido è così importante che Volkswagen è diventata il maggiore azionista di QuantamScape, un'azienda produttrice di batterie allo stato solido fondata nel 2010. Alla fine di luglio, le azioni dell'azienda sono aumentate vertiginosamente alla notizia della collaborazione con un partner nel settore automobilistico. industria su un potenziale lancio del suo primo prodotto commerciale.

Mercedes Benz, da parte sua, prevede di diventare completamente elettrica entro il 2030. Hanno anche firmato partnership con aziende come Prologium, uno sviluppatore e produttore taiwanese di batterie allo stato solido.

Ma oltre ai numerosi vantaggi, si ritiene che la batteria allo stato solido abbia anche una durata della batteria più breve. In queste batterie possono formarsi e svilupparsi delle crepe, ha detto alla DW Lorenz Olbrich, dottorando in Scienza dei materiali dell'Università di Oxford, "e così si riduce la durata della batteria".