Se le auto elettriche non hanno preso definitivamente piede in territorio italiano ciò è da attribuire a diverse ragioni. Al primo posto, probabilmente bisogna inserire l’elevato costo di acquisto. Ciò poiché in un Paese dal reddito medio basso, almeno in confronto ad altri Paesi europei, solo poche famiglie possono permettersi una spesa tanto importante. Anche le city car sono disponibili solo a cifre elevate, tolte rare eccezioni. Una su tutte la Dacia Spring, ancor più economica delle vetture cinesi, sulla quale la Commissione Ue ha indetto l’apertura di un’indagine anti-dumping.
Oltre all’ingente spesa da porre in preventivo, subentrano delle ulteriori preoccupazioni, inerenti, per esempio, alla presunta scarsa autonomia. A onor del vero, in questo caso si tratta giusto di una cattiva percezione del pubblico meno informato. Altrimenti, la questione nemmeno verrebbe postata, alla luce dei notevoli passi avanti compiuti dagli operatori di settore.
Già è più interessante la questione delle infrastrutture di ricarica. Che rimangono poco diffuse lungo le strade della nostra penisola. Il Governo attualmente in carica ha sancito degli incentivi all’installazione in proprietà private; tuttavia, difficoltà burocratiche di vario tipo hanno comportato un brusco stop.
Inoltre, un aspetto da prendere a serio riferimento verte sulla velocità della ricarica stessa, troppo lenta. Rispetto ai motori endotermici non c’è paragone e nessuno ha finora trovato una soluzione efficace. Ok, esistono i Supercharger della Tesla, non ci siamo dimenticati di loro. Eppure, anche la Casa texana di Elon Musk ha sempre degli enormi margini di miglioramento. Per addolcire l’attesa, il Costruttore ha stabilito di creare delle esperienze uniche, facendo, ad esempio, installare delle piscine nelle proprie stazioni.
E qualcosa di simile lo ha fatto pure Porsche, che, attraverso i suoi lounge, permette di concedersi una pausa dal tram tram quotidiano. Uno specchio “intelligente” costituisce l’attrattiva principale, con cui eseguire degli esercizi di rilassamento fisico. Senza voler nulla togliere all’impegno profuso, comunque apprezzabile, la sensazione è di trovarsi dinanzi a dei palliativi. Una risoluzione al problema continua a farsi attendere, ma forse non ancora per molto, grazie a due brillanti giovani italiani.
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Auto elettriche: come velocizzare le ricariche e aumentare la durata delle batterie
Per garantire ricariche delle auto elettriche più veloci una coppia di studiosi dell’università di Pisa ha individuato una via innovativa. Che merita, quantomeno, di essere seguita con attenzione, dati i vantaggi promessi. Stando alla tesi di Antonio Bertei, professore associato, e Marco Lagnoni, ricercatore in Ingegneria Chimica, un modo di velocizzare le ricariche sarebbe già disponibile al momento.
A rendere appetibile il procedimento ci sarebbe pure l’aumento della longevità delle batterie, che vanno avanti a risentire di evidenti criticità, connaturate nella loro stessa forma. In diversi studi è apparsa evidente la perdita di autonomia da parte delle batterie a causa del caldo, nonché in presenza di temperature parecchio fredde. Inoltre, hanno il tempo limitato, soprattutto in seguito a ripetute ricariche presso le colonnine di ricarica veloce.
Il successivo smaltimento risulta altresì complesso e lento, senza dimenticare poi dell’enorme inquinamento provocato durante la produzione. Difatti, come attestato dall’università di Harvard in uno studio pubblicato di recente, per avere convenienza nell’acquisto delle bev sotto il profilo ecologico bisogna macinare almeno 45 mila km, sennò rimane preferibile la benzina.
I vantaggi si rilevano con il reiterato impiego della macchina. E per raggiungere le soglie minime indicate un conducente medio richiede anni. Sebbene appaia come un controsenso, pensando alla realtà da sempre raccontata dai player della filiera, l’autorevolezza della fonte ci spinge a prestargli la massima credibilità. Il punto è che le auto elettriche restano una forma di alimentazione nuova, perciò parecchio va tuttora scoperto. E non lo diciamo (per fortuna) solo in senso negativo, anzi.
I meccanismi di invecchiamento
L’idea vagliata da Bertei e Lagnoni, in collaborazione con otto studenti di differenti prestigiosi istituti internazionali, ha condotto a uno studio pubblicato su Nature Communications. Nell’elaborato Bertei sottolinea come le indagini compiute abbiano consentito di quantificare in maniera precisa e approfondita i meccanismi di invecchiamento durante la ricarica rapida delle batterie al litio che adottano elettrodi in grafite. Dunque, il professore associato dell’università di Pisa entra nei dettagli.
Con un brillante lavoro di équipe hanno dimostrato che il processo di ricarica rapida, nella maniera in cui è stato finora concepito, rischia di determinare una deposizione di litio metallico sulla superficie dell’anodo di grafite (elettrodo negativo). Tale fenomeno è da tenere in seria considerazione, sicché esiste la concreta possibilità di una perdita irreversibile di litio, limitando le performance energetiche e compromettendo la sicurezza delle batterie.
A quel punto, gli autori dello studio hanno considerato una soluzione. E sono arrivati a individuarla nel fenomeno di placcatura al litio, modificabile in via parziale. Con le prove in laboratorio sono giunti alla conclusione che ciò è permesso, previa l’adozione di alcuni essenziali accorgimento. Nella fattispecie, i ricercatori hanno definito con esattezza le modalità di riassorbimento, e l’impatto di tutto questo sul funzionamento della batteria. Dunque, le parti coinvolte hanno definito dei modelli fisico-matematici di grado avanzato a supporto e integrazione di analisi sperimentali evoluti.
Le specifiche competenze sviluppate nell’ambito hanno fatto sì che fosse possibile definire una rotta da perseguire. Con l’impegno di ciascuna delle parti coinvolte, le parti avranno l’opportunità di risolvere una criticità annosa. O, perlomeno, vi è la convinzione di poter apportare un grosso contributo allo sviluppo del processo di ricarica delle auto elettriche, nonché della conservazione delle batterie.
Placcatura al litio della grafite
Marco Lagnoni, l’altro autore dello studio, si è soffermato sul lavoro svolto. Durante lo studio hanno messo a punto un modello computazionale. Si sono, cioè, utilizzati i computer per studiare e simulare il comportamento di sistemi complessi, consentendo di accrescere le conoscenze del funzionamento e di verificare le politiche di gestione da porre in atto.
Così sono giunti a osservare “in presa diretta” il processo di placcatura al litio della grafite. Ovvero del processo che porta al deposito involontario di litio metallico sulla superficie dell’anodo di grafite. Il litio si accumulando, creando uno strato destinato ad aumentare nelle dimensioni, e di conseguenza viene “sprecato”, poiché il litio sarebbe usufruibile nella batteria. Esso è intrecciato a doppio filo con la velocità di ricarica. Più aumenta quest’ultima, più il fenomeno si inasprisce. E ne deriva l’impedimento di sviluppare batterie dalla ricarica ultra-veloce.
Lo scopo del team di ricerca italiano è che il litio può, premesse certe condizioni, essere riassorbito dall’elettrodo e rallentare, dunque, l’invecchiamento degli accumulatori. Basta stabilire delle pause a determinati livelli di ricarica.
Lagnoni e i colleghi hanno, pertanto, coniato il motto “aspettare per essere più veloci”. Che aiuta a comprendere l’impostazione, tale da informare lo sviluppo dei protocolli avanzati di ricarica rapida del futuro, concepiti per la realizzazione degli accumulatori delle auto di prossima generazione. Il nome dei due ricercatori italiani era già emerso alle cronache per le batterie Litio-Aria. Allora, in collaborazione con alcuni esponenti delle Università di Oxford e Nottingham, avevano dato il via a dei catalizzatori inediti, in grado di far fronte alla velocità di carica particolarmente bassa.