Batterie auto elettriche BTRY: ricarica in 1 minuto

Le batterie per auto elettriche agli ioni di litio le troviamo un po’ ovunque. Dall’elettronica di consumo (smartphone, tablet) alle auto elettriche, fino ai satelliti. Attualmente è ritenuta in maniera unanime la tecnologia per accumulatori più evoluta. In futuro il discorso potrebbe cambiare. Ciò poiché non è l’ideale in vari ambiti.

Risentono, infatti, di varie criticità e, date le lacune avvertita dagli operatori di filiera, diverse aziende sono oggi impegnate a definire delle alternative. In particolare, le mancanze si avvertono nel medio-lungo periodo, data la perdita di capacità a ogni ciclo di carica e scarica. Inoltre, risultano piuttosto lente nel ricaricarsi e conseguono degli ottimi standard in un intervallo di temperature ristretto.

I difetti si accusano, soprattutto, in determinati come quello dei motori. Perché ok è la proposta migliore su piazza al giorno d’oggi, tuttavia dei progressi andranno compiuti. Specie in vista della democratizzazione delle vetture. Gli esemplari a combustione interna sembrano aver ormai fatto il loro tempo, ciononostante delle criticità connaturate nelle bev andranno risolte. Solo così sarà possibile soddisfare a pieno le esigenze dei consumatori. La corsa all’ultima innovazione, in grado di risolvere qualsiasi problema, è in pieno svolgimento.

Tra le proposte di maggiore interesse, una porta la firma di due ragazzi residenti in Svizzera, Abdessalem Aribia e Moritz Futscher. Che lavorano presso il laboratorio Thin Films and Photovoltaics. Mossa da grandi ambizioni, la coppia di ricercatori sente di aver imboccato la giusta direzione. Rispetto alle unità oggi in commercio, promettono una durata di 10 volte superiori e un funzionamento perfetto pure in circostanze climatiche estreme.

Che faccia molto caldo o molto freddo, le prestazioni degli accumulatori non dovrebbero accusare ripercussioni. E la velocità è straordinaria, inimmaginabile al giorno d’oggi: in appena 1 minuto tornerebbero al 100 per cento! Infine, a differenza delle batterie per auto elettriche agli ioni di litio, non sono infiammabili, sicché gli accumulatori ricaricabili attuali contengono materiale altamente pericoloso. Una manipolazione errata o il danneggiamento di una cella convenzionale agli ioni di litio rischiano di innescare un incendio che rilascia gas tossici, estremamente difficile da tenere sotto controllo.

Batterie auto elettriche BTRY: produzione di serie

Gli autori operano presso il Laboratorio svizzero per la scienza e la tecnologia dei materiali. Aventi qualifiche specializzate nell’ingegneria, stanno lavorando proprio su una batteria con tali caratteristiche. A seguito di lunghe sessioni di studio e di prove, è nata la batteria al litio metallico allo stato solido. Le prospettive appaiono davvero incoraggianti e andranno senz’altro tenuti monitorati i progressi. A credere per primi nell’intuizione sono gli stessi creatori, che hanno costituito persino uno spin-off, BTRY, che sta per “battery”, vale a dire batteria in inglese. Il proposito è di immetterla sul mercato, in vista di possibili sinergie sottoscritte coi produttori di bev.

A differenza del solito, non si passa dalla Cina, che nel ramo elettrico ha dimostrato in diverse riprese di avere maggiori competenze. Il piano di sviluppo delineato dalle realtà nazionali, supportate dal Governo locale, ha permesso di maturare un netto vantaggio competitivo sulla concorrenza. A prescindere dalle presunte manovre di dumping, sulle quali l’Unione Europea ha da poco promesso di aprire delle indagini, la terra dei dragoni ha saputo agire di squadra.

Ma le menti brillanti ci sono ancora nel Vecchio Continente e questo accumulatore promette di entusiasmare chiunque, comprese le aziende. Se davvero si andrà fino in fondo lo scopriremo solo nel prosieguo, nel frattempo cerchiamo di comprendere a pieno i meccanismi. Con l’obiettivo di dare visibilità al loro operato, i giovani creatori hanno rilasciato molte informazioni a riguardo. Nel corso dei prossimi paragrafi vi renderete conto che hanno messo tanto di loro, guardandosi però indietro. Da decenni esistevano delle soluzioni qui adottate, rivisitate in base alle specifiche esigenze.

Le caratteristiche

La sicurezza è uno dei principi chiave attorno a cui ruotano i lavori attuati da Aribia e Futscher. A differenza dei potenziali seri danni delle batterie per auto elettriche agli ioni di litio (descritti in precedenza), se il loro modulo viene tagliato con le forbici – hanno dichiarato – si otterranno semplicemente due batterie dalla capacità dimezzata. Insieme al capo del laboratorio Yaroslav Romanyuk hanno costituito BTRY. Aribia, Chief Technical Officer (CTO) dell’azienda, non aveva mai pensato di avviarne una. Il Chiex Executive Officer (CEO Moritz Futscher) ha, invece, sempre nutrito dell’interesse verso le start-up fin da quando era sui banchi di scuola.

Da anni operano fianco a fianco sulla batteria e formano un team ben consolidato. Sentono di aver dato vita a un prodotto dalle eccellenti prospettive, un reale valore aggiunto. La tecnologia adottata non costituisce una novità assoluta, anzi. Le prime batterie allo stadio solido a pellicola sottile risalgono addirittura agli anni Ottanta. E allora per quale motivo nessuno le aveva considerate? La massa parecchio contenuta dei componenti – un’intera cella ha uno spessore di appena pochi micrometri – permetteva di immagazzinare una quantità di energia risibile.

Di comune intesa, Futscher e Aribia si sono dedicati a un sistema capace di superare la limitazione. È emerso che impilare le celle a pellicola sottile una sopra l’altra aumenta la capacità. Ciò rende l’unità parecchio promettente in vista delle applicazioni commerciali. Le celle a pellicola sottile vengono prodotte impiegando il rivestimento sottovuoto. In una camera a vuoto vengono atomizzati i materiali desiderati, così da comporre singoli atomi. Dopodiché, li si deposita in uno strato controllato con precisione sul substrato target.

I metodi – ha commentato Futscher – hanno il vantaggio di trovare abituale ricorso nella fabbricazione di chip semiconduttori e dei rivestimenti in vetro. Questo è un vantaggio per loro, poiché le macchine e il know-how necessari per la creazione della batteria sono in larga parte già disponibili.

La tecnica produttiva ad alta precisione ha il merito di non implicare il ricorso a solventi tossici. Oltre ai guidatori, sarebbe, dunque, l’ambiente, sul quale il modus operandi tipico di realizzazione degli accumulatori ha un impatto considerevole. In uno studio elaborato dalla prestigiosa Università Harvard è stato da poco appurato, con evidenza scientifica, il forte impatto sull’ecosistema. Un’auto elettrica diventa una scelta green soltanto al raggiungimento di una data soglia di chilometri, oltre i 45 mila. Prima i veicoli a combustione interna risultano, paradossalmente, più appropriati, poiché la costruzione delle batterie per auto elettriche emana una notevole quantità di sostanze nocive.

Un punto debole, l’unico riconosciuto, di BTRY esiste: i costi elevati. Ecco perché ad avviso dei ricercatori l’applicazione dei ricercatori conviene dove il costo della batteria rappresenta giusto una piccola parte di quella totale del dispositivo. Lì – ha evidenziato Aribia – i vantaggi della tecnologia compensano ampiamente l’esborso iniziali superiore. Al di là delle parti coinvolte in prima persona, il potenziale di BTRY ha suscitato l’interesse pure di terzi.

Ne sostiene gli sviluppi Innosuisse, l’incubatore d’impresa dell’Agenzia spaziale europea (ESA). Tuttavia, prima del lancio servirà compiere dei progressi sia sul lato amministrativo che su quello tecnico. Intanto, i due fondatori stanno utilizzando le attrezzature e le strutture del Coating Competence Center per creare prototipi di maggiori dimensioni e potenza così da dimostrare ai possibili investitori che la tecnologia poggia su grandi presupposti.

Nel prossimo biennio pensano di aumentare sia la superficie della batteria sia il numero di strati. Attualmente, è composta da due strati di circa 1×3 mm, mentre adesso pensano di realizzarne una di un centimetro quadrati con due o anche tre strati. Non hanno modo di alimentare dei grandi mezzi con la versione attuale, ma – ha concluso Aribia – possono benissimo dimostrarne la scalabilità.