Il vero problema delle auto elettriche? L'autonomia è solo seconda in graduatoria, giacché al primo posto ci sono i tempi di ricarica. Pensate alle code alle stazioni di servizio in occasione degli esodi estivi quando la sosta per il rifornimento durasse anche solo il doppio del tempo necessario alle auto a benzina... Spaventoso, non è vero? Ecco perché la ricerca si concentra su come accelerare i processi chimici che consentono agli accumulatori di immagazzinare (e rilasciare) l'energia. In quest'ambito rientrano gli studi sulle batterie allo stato solido, così come quelli sulle batterie al grafene. L'ultima trovata in ordine di tempo è quella di innovative batterie al litio che, senza grandi rivoluzioni, promettono di accelerare la ricarica di 10 volte rispetto agli accumulatori odierni.
COME FUNZIONA La scoperta è frutto di una ricerca dell'università olandese di Twente ed è stata appena pubblicata su Advanced Energy Materials. l'innovazione consiste nell'utilizzo di un nuovo materiale per realizzare l'anodo, ossia l'elettrodo negativo della batteria. Negli accumulatori tradizionali, l'anodo è fatto di grafite, una sostanza che tende a rompersi quando si accelera troppo la ricarica, per via della sua struttura porosa irregolare. L'uso del ''niobato di nichel'' in sostituzione della grafite permette di realizzare anodi dalla struttura cristallina ''aperta e regolare'': più robusta e che massimizza l'area di contatto con l'elettrolita liquido - ossia la sostanza che consente il trasporto delle cariche elettriche da un elettrodo all'altro, attraverso la migrazione degli ioni di litio.
LUNGA VITA ALL'ANODO L'anodo in niobato di nichel consente agli ioni di diffondersi più facilmente e quindi accelera la ricarica. Ma non è il solo vantaggio. La migliore permeabilità del materiale aumenterebbe anche la capacità della batteria a pari dimensioni (o permetterebbe la stessa capacità con ingombri ridotti) e preverrebbe l'accumulo di ioni sulla superficie dell'elettrodo, allungando la vita dell'accumulatore: i test effettuati indicano un'efficienza dell'81% dopo 20.000 cicli di carica e scarica, che al ritmo di una ricarica al giorno fa circa 54 anni e 10 mesi di utilizzo.
WORK IN PROGRESS Ultimo, ma non per importanza, il processo per ottenere anodi in niobato di nichel richiederebbe l'uso di sostanze meno aggressive, impianti più semplici e comporterebbe una produzione ridotta di rifiuti chimici. Un passo avanti su tutti i fronti, insomma. I ricercatori vedono negli anodi in niobato di nichel un potenziale immediato nelle applicazioni di rete per alimentare macchinari elettrici che necessitano di una ricarica rapida, o nel trasporto di veicoli elettrici pesanti. Sottolineano però che per l'uso nei veicoli elettrici standard saranno necessarie ulteriori ricerche e la risoluzione di alcuni problemi. Stay tuned!