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Il vecchio tipo di batteria ottiene un aumento di energia
Quasi tutte le case automobilistiche interessate alla produzione di auto elettriche stanno scommettendo su miglioramenti alle batterie agli ioni di litio per rendere le auto più economiche ed estendere il loro raggio di azione.
Ma gli scienziati a BASF stanno esplorando le possibilità di un vecchio tipo di batteria, nichel-metallo idruro, ora utilizzato negli ibridi. Recentemente hanno raddoppiato la quantità di energia che queste batterie possono immagazzinare, rendendole paragonabili alle batterie agli ioni di litio. E hanno un piano per migliorarli molto di più, aumentando potenzialmente l'accumulo di energia di altre otto volte.
I ricercatori BASF puntano a batterie che costano $ 146 per kilowattora, circa la metà delle batterie più economiche per auto elettriche agli ioni di litio.
Le batterie agli ioni di litio sono state preferite in molte applicazioni perché sono più leggere e compatte, ecco perché hanno sostituito le batterie al nichel-metallo idruro nella maggior parte dei dispositivi elettronici portatili.
Ma le batterie al nichel-metallo idruro hanno alcuni vantaggi significativi nelle auto, motivo per cui sono state utilizzate negli ibridi per decenni. Sono durevoli e intrinsecamente più sicure delle batterie agli ioni di litio, in parte perché non utilizzano liquidi infiammabili, come fanno le batterie agli ioni di litio: non prendono fuoco se si surriscaldano o sono sovraccaricate, quindi i loro sistemi di raffreddamento e controlli elettronici sono molto più semplici. I sistemi di sicurezza possono aggiungere circa il 25% al costo di una batteria agli ioni di litio e aumentare il loro peso del 50%, sulla base dei dati del gruppo industriale U.S. Advanced Battery Consortium.
A questi vantaggi intrinseci, gli scienziati BASF hanno aggiunto miglioramenti ai materiali a base di nichel utilizzati nelle batterie. La modifica della microstruttura ha contribuito a renderli più durevoli, il che a sua volta ha consentito modifiche al design delle celle che hanno consentito di risparmiare un peso considerevole, consentendo uno stoccaggio di 140 wattora per chilogrammo.
Le celle della batteria agli ioni di litio possono immagazzinare molto di più, in alcuni casi 230 wattora per chilogrammo. Ma quando si tiene conto del peso aggiunto dei sistemi di sicurezza e del fatto che gran parte dell'energia viene tenuta in riserva per ridurre l'usura e consentire che la capacità di accumulo di energia svanisca nel tempo, quel vantaggio può scomparire.
Un'analisi recente ha rilevato che la quantità totale utilizzabile di accumulo di energia nelle batterie per auto elettriche agli ioni di litio è compresa tra 60 e 120 wattora per chilogrammo. I ricercatori devono ancora verificare se le celle di BASF possono durare quanto le tradizionali batterie al nichel-metallo idruro.
Il passo successivo per BASF consiste nell'introdurre modifiche più radicali alle batterie al nichel-metallo idruro, sostituendo i materiali utilizzati ora con quelli in grado di immagazzinare più energia e resistere a voltaggi più elevati.