Una coppia batteria-supercondensatore rivoluzionaria per i veicoli ibridi
Le auto ibride sono state a lungo pubblicizzate come un’alternativa sostenibile alle auto convenzionali, in quanto utilizzano notevolmente meno combustibili fossili e producono molti meno gas a effetto serra. Nonostante il loro potenziale promettente, il tipo di batteria che richiedono ne limita l’accettazione sul mercato. Le batterie al piombo, utilizzate da decenni nelle automobili, sono economiche e sicure con prestazioni comprovate. Tuttavia, le tecnologie più recenti per le batterie e le più severe normative anti-inquinamento sulle emissioni di biossido di carbonio e il divieto di utilizzare materiali pericolosi stanno portando a una riduzione importante del loro utilizzo. L’obiettivo del progetto LEFAPO, finanziato dall’UE, era quello di offrire una tecnologia alternativa alle batterie al piombo, che esistono da oltre 150 anni. «A causa del basso costo e delle elevate correnti di picco, le batterie al piombo rimangono molto richieste come batterie di avviamento nelle automobili, compresi i veicoli elettrici. Risultano tuttavia pesanti in rapporto all’energia che immagazzinano, una caratteristica negativa per le applicazioni mobili», afferma Josef Tichánek, direttore dello sviluppo commerciale di Olife Corporation. Vantaggi del supercondensatore I supercondensatori possono accumulare più carica elettrica rispetto ai condensatori standard. L’ampia superficie degli elettrodi di carbone attivo, abbinata alla distanza estremamente ridotta a doppio strato, offre al dispositivo una delle più alte capacità di uscita. I supercondensatori stanno trovando una crescente applicazione nel settore dei trasporti. I loro costi di carica e scarica sono spettacolari rispetto a quelli delle batterie. Ciò è dovuto al fatto che l’energia elettrica viene immagazzinata in modo puramente elettrostatico e non sotto forma di energia chimica legata, come fanno le batterie convenzionali. Siccome non avviene alcuna reazione chimica, la loro durata è eccezionalmente lunga. Inconvenienti e soluzione ibrida Anche se offrono alta capacità e possono caricare auto ibride in pochi secondi, i supercondensatori hanno alcune proprietà intrinseche che non sono desiderabili. I supercondensatori presentano una caratteristica chiamata auto-scarica, che li porta a non riuscire a trattenere molta energia per lungo tempo. Inoltre, la loro scarsa densità energetica, ossia la quantità di energia che possono contenere per chilogrammo, li mette in uno svantaggio significativo rispetto alle batterie al piombo o agli ioni di litio. Il progetto LEFAPO ha realizzato tutto il potenziale dei supercondensatori, almeno nell’ambito dei veicoli elettrici, abbinandoli a una batteria agli ioni di litio. Il risultato è un dispositivo con una densità di energia migliore rispetto a un supercondensatore, ma senza la caratteristica di auto-scarica, e più cicli di carica/scarica rispetto a una batteria agli ioni di litio. «La combinazione di celle al litio e supercondensatori è l’ultima tecnologia per le auto ibride. I supercondensatori possono assorbire rapidamente l’energia elettrica generata durante una fase di frenata e immagazzinarla nella batteria per un uso successivo. La velocità con la quale questo deve accadere è difficile da raggiungere solo con la tecnologia al piombo e persino con quella al litio», osserva Tichánek. Questa capacità di immagazzinare rapidamente energia rende il sistema ibrido ideale per i sistemi start-stop. «La nuova tecnologia di Olife è progettata per offrire 10 anni di servizio, il doppio della durata della batteria al piombo-acido», sottolinea Tichánek. Inoltre, è più leggero del 50 % e si presta a una ricarica più rapida, circa tre volte più veloce della sua controparte. «Il nostro obiettivo era quello di sviluppare una batteria di avviamento per le auto all’avanguardia che fosse sicura e che soddisfacesse i nuovi requisiti ecologici e tecnici delle auto moderne. La batteria può essere utilizzata così com’è o può essere ulteriormente adattata alle esigenze dei mercati di destinazione», conclude Tichánek. È importante sottolineare che la batteria è al 100 % senza piombo e non contiene altri materiali tossici.
Parole chiave
LEFAPO, supercondensatore, batteria al piombo-acido, batteria agli ioni di litio, auto ibrida, cicli start-stop, velocità di scarica
