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Jul 04, 2023

Questa nuova tecnologia potrebbe eliminare il degrado dell’autonomia delle batterie dei veicoli elettrici quando fa freddo

Un cambiamento nella chimica della batteria potrebbe porre fine al problema delle scarse prestazioni al freddo. Le batterie per auto elettriche sono diventate uno dei maggiori punti focali nella ricerca automobilistica. L'auto è una delle

Un cambiamento nella chimica della batteria potrebbe porre fine al problema delle scarse prestazioni al freddo.

Le batterie per auto elettriche sono diventate uno dei maggiori punti focali nella ricerca automobilistica. Un'auto è uno dei posti peggiori in cui si può mettere una batteria. Le batterie dei veicoli elettrici vengono ripetutamente scaricate e ricaricate (le batterie non sopportano molto bene lo svuotamento), sbattute su pavimenti sconnessi, cotte nella peggiore calura estiva e congelate in inverno. Le batterie, come le persone che le usano, non resistono molto bene al freddo. (Chiunque utilizzi una fotocamera alimentata a batteria per scattare istantanee sulla neve avrà probabilmente notato che l'indicatore di carica scende verso il basso molto più velocemente di quanto dovrebbe.)

Tuttavia, ci sono alcune buone notizie. I ricercatori hanno scoperto una possibile soluzione a quest’ultimo problema. Modificando la formula della batteria, gli scienziati del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti potrebbero aver ideato una batteria in grado di trattenere la stessa quantità di energia al freddo quanta ne può immagazzinare a una temperatura ambiente ideale.

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Per rinfrescarvi la memoria, una batteria elettrica ha due elettrodi con un elettrolita tra di loro. Gli elettrodi sono collegati ai fili che portano l'elettricità a qualunque dispositivo la utilizzi. L'elettrolita immagazzina essenzialmente l'elettricità fino al suo utilizzo. Di solito è un liquido o una pasta (ad eccezione delle batterie allo stato solido, dove l'elettrolito è, come si può immaginare, solido). Per produrre elettricità, l'elettrodo ad un'estremità della batteria reagisce con l'elettrolita. Questa reazione chimica rilascia elettroni. L'elettrodo all'estremità opposta della batteria ha una reazione chimica diversa con l'elettrolita. Invece di rilasciare elettroni come accade all'altra estremità della batteria, questa reazione richiede elettroni extra prima che possa avvenire, come quelli che sono stati liberati dall'attività chimica all'estremità opposta della batteria.

A causa del modo in cui è realizzata una batteria, gli elettroni non possono semplicemente saltare da un'estremità all'altra per arrivare dove sono necessari. Invece, gli elettroni devono uscire dalla batteria attraverso gli elettrodi e viaggiare attraverso i fili collegati alla batteria. Ciò avviene convenientemente per inviare gli elettroni attraverso qualunque motore, luce o stereo che le batterie alimentano. Ecco perché le batterie smettono di produrre elettricità quando vengono scollegate da un dispositivo che le utilizza. Non essendo possibile trasferire gli elettroni da un'estremità all'altra della batteria, la reazione chimica si interrompe fino al successivo utilizzo del dispositivo elettrico.

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La svolta scientifica è un nuovo additivo per gli elettroliti delle batterie chiamato “litio difluoro(ossalato)borato”. Questo è generalmente abbreviato nel più pronunciabile (e più facile da digitare) "LiDFOB".

Ha un enorme vantaggio rispetto agli altri additivi già in uso: funziona quando le batterie si raffreddano. L’auto avrebbe comunque una buona autonomia anche in caso di forti gelate invernali. Gli scienziati hanno affermato che una batteria LiDFOB funziona bene a temperature fino a -4° F (-20° C). Inoltre, le batterie LiDFOB hanno mantenuto la loro capacità dopo essere state scaricate e ricaricate 400 volte nei test di laboratorio. Si potrebbe sottolineare che una batteria per veicolo elettrico verrà scaricata e ricaricata ben più di 400 volte durante la sua vita, e questo è uno dei motivi per cui le batterie LiDFOB sono ancora in fase di test e sviluppo.

Le batterie LiDFOB sono anche meno pericolose quando prendono fuoco. Le batterie agli ioni di litio sono notoriamente difficili da spegnere perché la loro stessa chimica interna alimenta le fiamme. Possono bruciare abbastanza caldo da separare l'acqua in idrogeno e ossigeno. Alcuni potrebbero ricordare che il gas idrogeno è ciò che ha reso l'Hindenburg così esplosivo. (Prima che qualcuno si faccia prendere dal panico, i veicoli elettrici non sono più inclini al fuoco di un'auto con mezzo serbatoio di benzina.) Tuttavia, le batterie LiDFOB non presentano questo pericolo di incendi esplosivi e autoperpetuanti. Anche se possono prendere fuoco in caso di incidente, gli incendi che ne derivano sarebbero molto più facili da gestire per i vigili del fuoco e i soccorritori.