Supercondensatori per ricaricare velocemente le batterie delle auto elettriche

by Marco Grilli on 2 giugno 2016

Per migliorare efficienza e prestazioni, l’auto elettrica del futuro potrebbe sostituire le tradizionali batterie agli ioni di litio con i leggeri e sottili supercondensatori.

Ci credono dall’Australia, dove un team di ricerca in nanotecnologie della Queensland University of Technology di Brisbane (Qut), guidato dal fisico italiano Nunzio Motta, sta lavorando alla messa a punto di tali promettenti dispositivi, con l’obiettivo di rivoluzionare il settore della mobilità elettrica.

Di che cosa si tratta? Pensate a una sorta di panino energetico, dove due fogli di grafene, ossia strati di carbonio molto sottili, racchiudono al loro interno nanotubi altrettanto esili. Grazie a questi due elementi si riesce ad aumentare la quantità di superficie comprimibile in piccoli spazi. Il supercondensatore così ottenuto, flessibile e ultraleggero, può essere integrato in varie parti della carrozzeria e aumentare la potenza dell’auto elettrica, rilasciando velocemente una gran quantità di energia.

Se oggi le auto elettriche sono ancora poco competitive in autonomia e velocità rispetto ai modelli ad alimentazione tradizionale, ciò è dovuto ai noti difetti delle batterie agli ioni di litio, pesanti, costose, lente da ricaricare e nella fase di rilascio dell’energia, nonostante i costanti progressi tecnologici.

Ora, questi interessanti ritrovati provenienti dall’Australia ma frutto dell’intelletto nostrano, possono già affiancare le tradizionali batterie per migliorare la fase dell’accelerazione, quando serve una gran quantità di energia che deve esser fornita in pochissimo tempo. I supercondensatori si ricaricano in pochi minuti e contribuiscono a ridurre peso e quantità delle batterie, potendo esser collocati in varie parti del corpo vettura (tetto, porte, cofano, pannelli ecc.). Meno ingombro e migliori prestazioni per le auto elettriche, quindi,  grazie a questi moderni dispositivi che si ricaricano più velocemente, scaricano potenza e rilasciano energia in tempi nettamente inferiori rispetto alle batterie standard Li-Ion.

L’obiettivo della ricerca, che ha già trovato spazio in importanti riviste quali il Journal of Power Sources e il Nanotechnology Journal, è particolarmente ambizioso, perché punta in futuro a sostituire totalmente le batterie convenzionali, una volta che sarà potenziata la capacità di immagazzinamento dell’energia da parte dei supercondensatori.

È proprio questo il principale limite del sistema sviluppato dagli scienziati di Brisbane, che nei prossimi anni si impegneranno a migliorare tale aspetto, nella speranza di poter dotare presto una vettura elettrica coi supercondensatori capaci di garantire l’autonomia di un auto a benzina, ovvero i 500 Km di percorrenza.

Prima ancora che nell’e-mobility, questa nuova tecnologia potrebbe trovare vaste applicazioni nel settore degli apparecchi elettronici alimentati a batterie, quali pc, smartphone, tablet ecc. Anche in questo caso, la maggiore velocità nei tempi di ricarica e il pronto rilascio di energia rappresentano importanti fattori di competitività.

Ci sono poi altri importanti aspetti che riguardano questi dispositivi e meritano il giusto risalto: la facilità di fabbricazione, la convenienza economica e il risvolto ecologico.

I supercondensatori si possono produrre in modo semplice, a partire dalla grafite, il materiale che conosciamo per le matite, e dal carbonio, che è uno degli elementi chimici più comuni e il solido più leggero dopo il litio.

Inoltre, in confronto alle tanto care batterie agli ioni di litio, che ricorrono a materiali rari, il processo di produzione di questi nuovi strumenti tecnologici prevede costi più bassi e presenta un minore impatto ambientale, utilizzando materiali di carbonio a basso costo e meno tossici rispetto al litio.

Le migliori prestazioni si abbinano al maggior rispetto dell’ambiente. Se in tempi brevi sarà migliorata anche la densità di energia, i supercondensatori potranno rappresentare la mossa vincente per la più ampia diffusione della mobilità elettrica.

Ora, questi interessanti ritrovati provenienti dall’Australia ma frutto dell’intelletto nostrano, possono già affiancare le tradizionali batterie per migliorare la fase dell’accelerazione, quando serve una gran quantità di energia che deve esser fornita in pochissimo tempo. I supercondensatori si ricaricano in pochi minuti e contribuiscono a ridurre peso e quantità delle batterie, potendo esser collocati in varie parti del corpo vettura    (tetto, porte, cofano, pannelli ecc.). Meno ingombro e migliori prestazioni per le auto elettriche, quindi, grazie a questi moderni dispositivi che si ricaricano più velocemente, scaricano potenza e rilasciano energia in tempi nettamente inferiori rispetto alle batterie standard Li-Ion.

L’obiettivo della ricerca, che ha già trovato spazio in importanti riviste quali il Journal of Power Sources e il Nanotechnology Journal, è particolarmente ambizioso, perché punta in futuro a sostituire totalmente le batterie convenzionali, una volta che sarà potenziata la capacità di immagazzinamento dell’energia da parte dei supercondensatori.

È proprio questo il principale limite del sistema sviluppato dagli scienziati di Brisbane, che nei prossimi anni si impegneranno a migliorare tale aspetto, nella speranza di poter dotare presto una vettura elettrica coi supercondensatori capaci di garantire l’autonomia di un auto a benzina, ovvero i 500 Km di percorrenza.

Prima ancora che nell’e-mobility, questa nuova tecnologia potrebbe trovare vaste applicazioni nel settore degli apparecchi elettronici alimentati a batterie, quali pc, smartphone, tablet ecc. Anche in questo caso, la maggiore velocità nei tempi di ricarica e il pronto rilascio di energia rappresentano importanti fattori di competitività.

supercondensatori batterie

Nuove prospettive per le auto elettriche, ma non solo

Ci sono poi altri importanti aspetti che riguardano questi dispositivi e meritano il giusto risalto: la facilità di fabbricazione, la convenienza economica e il risvolto ecologico.

I supercondensatori si possono produrre in modo semplice, a partire dalla grafite, il materiale che conosciamo per le matite, e dal carbonio, che è uno degli elementi chimici più comuni e il solido più leggero dopo il litio.

Inoltre, in confronto alle tanto care batterie agli ioni di litio, che ricorrono a materiali rari, il processo di produzione di questi nuovi strumenti tecnologici prevede costi più bassi e presenta un minore impatto ambientale, utilizzando materiali di carbonio a basso costo e meno tossici rispetto al litio.

Le migliori prestazioni si abbinano al maggior rispetto dell’ambiente. Se in tempi brevi sarà migliorata anche la densità di energia, i supercondensatori potranno rappresentare la mossa vincente per la più ampia diffusione della mobilità elettrica.

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