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Una batteria più economica per le auto ibride
Il futuro mercato dei veicoli ibridi-elettrici, almeno quelli convenienti, non è necessariamente lastricato di litio. I ricercatori in Australia hanno creato quella che potrebbe essere definita una batteria al piombo acido con steroidi, in grado di funzionare come i sistemi nichel-idruro metallico presenti nella maggior parte delle auto ibride, ma a una frazione del costo.
Ancora in corso: I test di una Honda Insight dotata di un nuovo tipo di batteria al piombo hanno mostrato che il veicolo ibrido può percorrere più di 100.000 miglia utilizzando la nuova tecnologia.
La cosiddetta UltraBattery combina la tecnologia piombo-acido vecchia di 150 anni con i supercondensatori, dispositivi elettronici in grado di assorbire e rilasciare rapidamente grandi esplosioni di energia su milioni di cicli senza un degrado significativo. Di conseguenza, la nuova batteria dura almeno quattro volte più a lungo delle tradizionali batterie al piombo e i suoi creatori affermano che può essere prodotta a un quarto del costo delle batterie ibride elettriche esistenti.
Nel Regno Unito la scorsa settimana, un ibrido Honda Insight alimentato dal sistema UltraBattery ha superato le 100.000 miglia su una pista di prova. Le batterie erano ancora in perfette condizioni alla fine del test, afferma David Lamb, che dirige la ricerca sui trasporti a basse emissioni presso il Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth (CSIRO), l'agenzia scientifica nazionale australiana. Quello che abbiamo è una batteria al piombo che è bella ed economica, ma può funzionare come, o meglio, della tecnologia al nichel-metallo idruro, che sappiamo essere molto costosa.
Le batterie al piombo, inventate dal fisico francese Gaston Plante nel 1859, non ottengono molto rispetto in questi giorni, nonostante siano un elemento cruciale sotto il cofano della maggior parte dei veicoli. Contengono piombo, quindi agli ambientalisti non piacciono. Sono pesanti per l'energia che immagazzinano, una caratteristica negativa per le applicazioni mobili. E si degradano facilmente se non ciclati correttamente. In effetti, non ci sono stati grandi progressi nella tecnologia nel corso dei decenni.
Nel frattempo, una nuova generazione di batterie, in particolare quelle agli ioni di litio, sta catturando l'attenzione di investitori e case automobilistiche. Molti hanno cercato di migliorare la batteria al piombo, ma i miglioramenti di solito non erano così grandi o valevano il costo aggiuntivo, afferma Malcolm Shemmans, fondatore e presidente di BET Services, un fornitore di servizi di test delle batterie per l'industria automobilistica.
Per compensare alcune delle carenze della tecnologia al piombo, molti in passato hanno cercato di integrare le batterie con supercondensatori. Alla fine degli anni '90, ad esempio, Lamb ha aiutato a progettare due auto ibride che utilizzavano un pacco piombo-acido da 60 volt e un pacco supercondensatore separato da 150 volt. Il sistema al piombo ha permesso ai veicoli di guidare in modalità completamente elettrica in città, mentre i supercondensatori hanno dato alle auto la scossa necessaria per l'accelerazione e la capacità di assorbire rapidamente l'energia dalla frenata.
Le auto funzionavano bene, ma tutta l'elettronica di potenza necessaria per controllare i due sistemi di alimentazione era pesante e proibitiva. Invece di trattare le batterie al piombo e i supercondensatori come sistemi separati, il team di Lamb ha deciso di eliminare la necessità di tutta l'elettronica esterna e di costruire invece i supercondensatori direttamente nella batteria. In sostanza, una delle piastre (l'elettrodo negativo) nella batteria al piombo era composta per metà da piombo e per metà da carbonio, trasformando la batteria in un ibrido tra supercondensatore e piombo.
CSIRO ha portato il progetto al produttore di batterie giapponese Furukawa Battery Company, che ha visto il potenziale nella tecnologia. Dopo tre anni di collaborazione, le due organizzazioni hanno stabilito che potevano produrre l'UltraBattery in modo molto simile alle batterie al piombo-acido convenzionali e a un costo simile.
Nel frattempo, Axion Power International , a New Castle, PA, ha anche sviluppato un nuovo tipo di batteria al piombo. Edward Buiel, direttore tecnico di Axion, afferma che le batterie al piombo possono svolgere un ruolo significativo nel futuro dei trasporti e dell'approvvigionamento energetico. Sfortunatamente, aggiunge, le case automobilistiche non ne vedono il potenziale. Se non sei agli ioni di litio o all'idruro di nichel-metallo, non sono interessati. È frustrante.
Buiel afferma che il costo tipico di un alimentatore al nichel-metallo idruro è di $ 2.000 e vicino a $ 5.000 al dettaglio. Un acido di piombo comparabile potrebbe essere nell'intervallo di $ 1.000 a basso volume e significativamente meno ad alto volume, dice. È una batteria in cui il consumatore potrebbe vedere un risparmio di carburante sufficiente per un rimborso in un anno o due.
Nonostante la riluttanza dell'industria automobilistica ad abbracciare la tecnologia, Lamb è convinta che entro il 2010 ci saranno sul mercato alcune auto ibride di fabbricazione giapponese che offriranno l'opzione UltraBattery.
Tuttavia, Axion potrebbe avere qualcosa da dire al riguardo. Riteniamo decisamente che questa tecnologia sia una scelta eccellente per i veicoli ibridi-elettrici, afferma Buiel. C'è molta proprietà intellettuale in quest'area e la maggior parte è di proprietà di Axion. Ovviamente, se riterremo che qualcuno violi il nostro brevetto, lo difenderemo vigorosamente. Dice che Axion prevede di lanciare un progetto dimostrativo in Nord America quest'anno che testerà dozzine di veicoli ibridi dotati di batterie piombo-carbone.