Per promuovere la diffusione delle auto elettriche è necessario abbassare i prezzi e allo stesso tempo migliorare le infrastrutture. Solo in questo modo sarà possibile realizzare gli obiettivi delineati dalla politica europea e internazionale. Tra le sfide da affrontare, una delle principali riguarda i tempi di ricarica, che sono troppo lunghi rispetto ai veicoli a combustione interna. C’è ancora molta strada da fare, ma nel mondo c’è chi prova a riscrivere le regole, forte di competenze specifiche, potenzialmente in grado di fare la differenza. In particolare, l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sta lavorando sulle batterie per auto elettriche e non solo, al fine di aumentare la velocità di ricarica.
Consapevoli delle limitazioni finora associate a tale tecnologia, gli autori stanno puntando sull’innovazione. Se le ricerche avranno successo, l’intero settore delle bev a emissioni zero ne beneficerà. Ma solo il tempo sarà in grado di dirci se le ambiziose premesse saranno mantenute o meno. Poco ma sicuro, i player della filiera dei motori ci sperano, alla luce dei vantaggi che ne deriverebbero.
Sul conto delle auto elettriche sappiamo ancora troppo poco per immaginare appieno il loro potenziale. Fino a pochi anni fa, erano viste con diffidenza dal pubblico. Oggi, finalmente, l’opinione sta cambiando in meglio, soprattutto in alcuni territori chiave come la Cina e la Scandinavia. Mentre la produzione asiatica sta mettendo in difficoltà le aziende occidentali, la Norvegia rappresenta un caso di successo.
Qui, il numero di bev circolanti ha già superato quello dei veicoli a combustione interna. Questa transizione è stata favorita da investimenti massicci effettuati molto tempo prima rispetto alla media europea, risalendo agli anni ’90. Quando alcune start-up orientate al futuro stavano iniziando a esplorare le vie di fare business. Con grande lungimiranza, il governo locale le ha sostenute, portando alla situazione attuale. A ogni modo, torniamo sull’argomento principale. È, infatti, ora concentrarsi sulle scoperte compiute dall’ORNL, da analizzare in maniera approfondita..
Batterie auto elettriche: chi è ORNL
L’ORNL è un laboratorio di ricerca multiprogramma gestito da UT-Battelle LLC per il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, con sede nella riserva di Oak Ridge, nel Tennessee orientale. La sua attività principale è focalizzata sulla ricerca aperta, anche se una piccola percentuale dei suoi programmi è classificata o limitata nel contesto della sicurezza nazionale. Tuttavia, la filosofia di condivisione delle strutture con altri laboratori nazionali, istituzioni accademiche e l’industria rimane invariata.
La documentazione pubblicata dimostra che una nuova batteria agli ioni di litio non solo può ricaricarsi all’80% in 10 minuti, ma può anche sopportare la ricarica rapida per 1.500 cicli. Per coloro che si stanno avvicinando al mondo delle auto a zero emissioni, è importante sapere che la carica e la scarica avvengono quando gli ioni si spostano tra gli elettrodi positivi e negativi attraverso un elettrolita. L’elettrolita è il fulcro della ricerca, poiché Elon Musk aveva fissato l’obiettivo di 1.500 cicli di ricarica già quattro anni fa. Nel 2019, Musk aveva dichiarato su Twitter che i moduli della Tesla Model S erano progettati per durare 1.500 cicli o da 300.000 (circa 480.000 km) a 500.000 miglia (circa 800.000 km).
Il team dell’ORNL afferma di aver sviluppato una nuova tipologia di elettrolita che consente una ricarica rapida prolungata. In particolare, hanno creato nuove formulazioni di sali di litio con solventi carbonati per formare un elettrolita. Questo approccio ha migliorato sia il flusso di ioni nel tempo che la capacità di resistere al calore generato dalle correnti durante la ricarica rapida. Zhijia Du dell’ORNL ha spiegato che la scoperta della nuova formulazione dell’elettrolita triplica l’obiettivo del Dipartimento dell’Energia per la durata degli accumulatori ad alta velocità di ricarica. L’elettrolita è composto da “bis(fluorosulfonil)immide di litio (LiFSI), esafluorofosfato di litio (LiPF6) e carbonati in celle a sacca da due ampere/ora”. Questi progressi sono promettenti anche per il settore automobilistico elettrico poiché affrontano una delle sfide principali, ovvero la durata delle batterie.
Al momento attuale, diverse società e governi stanno effettuando ingenti investimenti per sfruttare appieno il potenziale delle auto elettriche (BEV). Tuttavia, non è ancora chiara la strada migliore da seguire, il che ha portato a una varietà di idee esaminate e messe in pratica dagli operatori del settore. L’ORNL gode di notevoli competenze in materia, raggiungendo il risultato attraverso approfondite sessioni di laboratorio. Secondo quanto comunicato, la formula ha dimostrato un’eccezionale stabilità elettrochimica a una velocità di carica elevata, ovvero 6 gradi Celsius, equivalente a un sesto d’ora, ossia dieci minuti. Tuttavia, rimangono alcune domande senza risposta. Ad esempio va definito quanto costerebbe implementare questa chimica in una batteria per auto elettriche, le possibili capacità e se sarà possibile democratizzarla in tempi brevi o lunghi.
Ci sono varie teorie sull’abbassamento dei costi, ma alla fine è la prova pratica che determina il successo di un progetto. Al momento, non è ancora stata trovata una soluzione per contenere i costi di produzione, il che spiega perché le auto elettriche siano piuttosto costose. Le batterie rappresentano il componente più costoso dell’intero processo di produzione e saranno necessari adeguamenti per rendere l’adozione delle BEV più diffusa.
Immaginare la diffusione delle BEV anche nei paesi con redditi medi non elevati sembra essere utopia. Tuttavia, è importante apprezzare gli sforzi compiuti dai team qualificati per affrontare questa sfida strutturale. Nel tempo, si capirà quanto sia realistica l’idea di una società in cui la maggior parte dei conducenti (o quasi) utilizzi auto elettriche. Il divieto di vendere vetture a combustione interna è ancora lontano, fissato al 2035 nell’Unione Europea. L’importante è perseverare senza arrendersi di fronte ai molteplici ostacoli che si incontrano lungo il percorso. Bisogna accettare che l’adozione delle auto elettriche su larga scala è una realtà relativamente nuova nella produzione di serie.
La ricarica rapida influisce sulla longevità dell’accumulatore?
I rapporti precedenti evidenziano come la ricarica rapida influisca sulla longevità delle batterie per auto elettriche. Eppure, il dibattito rimane ancora aperto. le conclusioni dei report successivi hanno dato dei risultati contrastanti nell’analisi del degrado delle auto elettriche (BEV) che vengono regolarmente ricaricate rapidamente e quelle che lo fanno solo occasionalmente. Uno studio condotto da RecurrentAuto non ha riscontrato significative differenze nel degrado dell’autonomia tra le Tesla che vengono ricaricate rapidamente più del 90 per cento delle volte e quelle che lo fanno meno del 10% delle volte.
Tuttavia, alcuni produttori di parti originali sembrano essere impegnati nello sviluppo avanzato delle batterie. Di recente, Toyota ha annunciato che le sue future vetture elettriche si baseranno su tre nuove tecnologie ad elettrolita liquido e una a stato solido. Una di queste agli ioni di litio sarebbe in grado di fornire un’autonomia di 800 km e di caricarsi dal 10 all’80 per cento in soli 20 minuti.
