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La batteria preoccupa più di ogni altra cosa chi è interessato alle auto elettriche, in quanto è responsabile dell'autonomia e può causare costi elevati in caso di guasto. Consente inoltre all'auto elettrica o all'ibrido plug-in di muoversi senza emissioni. Attualmente vengono utilizzate principalmente batterie agli ioni di litio, ma presentano alcuni svantaggi. Le batterie a stato solido sono commercializzate come la futura fonte di energia per i veicoli elettrici e promettono maggiore sicurezza e una maggiore durata.
Gli svantaggi delle batterie agli ioni di litio
Il futuro appartiene all'elettromobilità, come rivela uno sguardo alle decisioni politiche e alle pubblicazioni scientifiche. A ragione, strumenti di protezione del clima come la quota di riduzione dei gas a effetto serra, abbreviata in quota GHG, stanno acquistando importanza. Dal 1° gennaio 2022, i proprietari di auto a batteria pura possono ricevere denaro per le emissioni di CO₂ risparmiate attraverso la quota di GHG. Per fare ciò, il veicolo elettrico è registrato presso il fornitore di energia o un'azienda di trasformazione. A proposito di un confronto tra fornitori di THG può essere garantito un premio elevato.
Il punto cardine per la mobilità elettrica è la tecnologia delle batterie disponibile. Le batterie agli ioni di litio, attualmente installate principalmente nelle auto elettriche, sono in grado di immagazzinare molta energia per chilogrammo di peso morto e quindi rilasciarla nuovamente in modo affidabile per un periodo di tempo più lungo. Ma ci sono anche degli svantaggi con l'accumulo di energia mobile: spesso ci vogliono ore per ricaricare le batterie e talvolta le batterie agli ioni di litio possono prendere fuoco o addirittura esplodere a causa di un cortocircuito, ad esempio.
Un altro problema è che per fabbricarli vengono utilizzate risorse limitate come cobalto, litio, manganese, nichel e rame. per uno bilancio ambientale ed energetico positivo questi devono essere riciclati in misura sufficiente. Inoltre, l'estrazione del litio rappresenta una grave violazione dell'ambiente: a causa del necessario pompaggio della salamoia salina, il livello delle acque sotterranee si abbassa e nelle vicinanze dei siti minerari si sviluppa regolarmente un ambiente ostile.
Batterie allo stato solido: una soluzione concepibile
In considerazione degli svantaggi, gli scienziati stanno ricercando vigorosamente alternative alla batteria agli ioni di litio. Le batterie a stato solido potrebbero essere la soluzione in futuro, come rivela uno studio del Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI di Karlsruhe. Lo studio mostra le potenzialità e le opportunità di mercato delle batterie a stato solido, ma anche gli ostacoli che devono ancora essere superati per poter utilizzare questo tipo di batterie con le classiche batterie agli ioni di litio può competere.
Le batterie a stato solido funzionano in modo simile alle classiche batterie agli ioni di litio. Anche le batterie a stato solido in esame sono basate su ioni di litio e inizialmente arriveranno sul mercato in gran numero. Tuttavia, le tecnologie differiscono l'una dall'altra. Le odierne batterie agli ioni di litio contengono un elettrolita liquido, ovvero un componente liquido. Nelle batterie allo stato solido, questo elettrolita liquido è sostituito da una sostanza solida, il cosiddetto elettrolita solido.
I vantaggi dell'elettrolita solido e gli ostacoli esistenti
Da un lato, non vi è alcun rischio di fuoriuscita di liquidi infiammabili con batterie a elettrolita solido, poiché di solito non sono incluse. Sebbene altri componenti della batteria possano ancora causare malfunzionamenti e incendi, è stato escluso almeno un fattore di rischio. D'altra parte, le batterie a stato solido possono offrire densità di energia più elevate, nel senso che possono immagazzinare più energia nello stesso ingombro, nello stesso volume o con le stesse dimensioni.
Le nuove batterie allo stato solido promettono alle case automobilistiche e ai loro clienti tempi di ricarica più brevi, enormi autonomie, massima sicurezza antincendio e bassi costi. Quasi tutte le principali case automobilistiche ripongono grandi speranze in questa tecnologia. Nissan ha già annunciato che inizierà la produzione pilota nel 2024 e lancerà il primo veicolo di produzione nel 2028. Altri produttori hanno formulato obiettivi ancora più ambiziosi.
Uno dei compiti principali del settore è ancora la produzione di massa. Nissan sostiene costi inferiori rispetto alla batteria a liquido, ma la prova pratica è ancora in sospeso. Altri esperti prevedono prezzi più alti per le celle a stato solido. In definitiva, resta da vedere come sarà in futuro il rapporto prezzo-prestazioni della nuova tecnologia nelle sue diverse possibili varianti. Inoltre, diverse combinazioni di materiali vengono ampiamente testate in modo che non sia ancora possibile prevedere le effettive prestazioni del prodotto finale.
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