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Oct 22, 2023

Cos'è un alluminio

An EV battery that runs on air? Sign us up, please. As the EV market continues

Una batteria per veicoli elettrici che funziona ad aria? Iscrivici, per favore.

Mentre il mercato dei veicoli elettrici continua a guadagnare slancio, alcuni acquirenti di automobili nutrono ancora preoccupazioni sull’autonomia e sulla sicurezza delle batterie agli ioni di litio. Per affrontare queste valide preoccupazioni, si spendono molto tempo e denaro per sviluppare nuove tecnologie per le batterie.

Negli ultimi anni, le aziende hanno investito in una batteria vecchia ma migliorata, basata su alluminio e aria, che ha il potenziale per far avanzare significativamente il settore dei veicoli elettrici. La batteria alluminio-aria (Al-air) sembra essere un punto di svolta per le batterie dei veicoli elettrici, ma è tutto un clamore?

I veicoli elettrici svolgono un ruolo fondamentale nel raggiungimento di un futuro a zero emissioni nette. Tuttavia, l’ansia da autonomia e le domande sulla sicurezza delle batterie agli ioni di litio rappresentano ostacoli che impediscono la crescita del mercato dei veicoli elettrici. Le batterie agli ioni di litio hanno guidato la rivoluzione dei veicoli elettrici, ma la loro autonomia è ancora limitata a 400 miglia, il che può creare problemi nei lunghi viaggi su strada.

La seccatura di trovare una stazione di ricarica in aree remote e aspettare che il tuo veicolo elettrico sia carico può scoraggiare i potenziali acquirenti. Anche altri problemi percepiti della batteria al litio, come il degrado della batteria, le perdite e il sovraccarico, non aiutano molto. Con tutte le altre tecnologie delle batterie disponibili, le batterie Al-air stanno ricevendo così tanta attenzione perché non devono essere ricaricate.

Il concetto di queste batterie risale agli anni '60. Ma poiché il suo elettrolita era pericolosamente caustico e velenoso, non poteva essere utilizzato a fini commerciali. Trevor Jackson, un ufficiale ingegnere della Royal Navy del Regno Unito, ha iniziato a sperimentare la batteria nel 2001, rendendola sicura da usare. Le batterie Al-aria sono costituite da una piastra in lega di alluminio come anodo, un catodo d'aria, un elettrolita non tossico come l'acqua e un catalizzatore d'argento.

Le tradizionali batterie per veicoli elettrici hanno due elettrodi, un catodo e un anodo realizzati con materiali diversi, con un elettrolita in mezzo. Quando viene utilizzata la batteria, gli ioni fluiscono dall'anodo attraverso l'elettrolita al catodo. Durante la carica, gli ioni ritornano all'anodo in direzione opposta.

Le batterie Al-aria funzionano in modo simile a una cella a combustibile. Utilizza alluminio all'anodo e ossigeno al catodo. Il risultato è una densità energetica molto più elevata. Circa da otto a nove volte maggiore rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici, un sostanziale aumento di potenza. La densità di energia misura la quantità di energia che una batteria può immagazzinare per unità di massa. La densità di potenza misura la quantità di energia istantanea che può fornire per unità di massa.

L'anodo rilascia elettroni quando l'alluminio si ossida, mentre il catodo riduce l'ossigeno per rilasciare elettroni, generando così energia elettrica. Un carico può essere alimentato dalla corrente elettrica generata dagli elettroni che si muovono attraverso un circuito esterno. Il risultato finale è una polvere bianca che si forma sull'anodo.

L'alluminio è la terza risorsa naturale più comunemente presente nella crosta terrestre ed è il metallo più abbondante sulla terra, quindi probabilmente non ne finiremo mai. Grazie alla sua morbidezza, l'alluminio è facile da lavorare ed è stabile, a differenza del litio. Inoltre, non è tossico. Di seguito sono riportati altri vantaggi delle batterie Al-air rispetto alle batterie agli ioni di litio:

Nonostante i suoi vantaggi, questa batteria presenta alcuni svantaggi. Innanzitutto ha lo svantaggio di essere una batteria primaria. In sostanza, non può essere ricaricato una volta che la batteria è scarica o scarica. Inoltre, l'aria all'interno della batteria corrode l'anodo di alluminio. Pertanto è necessario sostituire la piastra di alluminio della batteria, operazione che può risultare costosa. Inoltre, i costi di produzione della batteria possono essere influenzati dalla fluttuazione del prezzo dell’argento contenuto nella batteria.

Gli scienziati hanno sviluppato batterie migliori a causa degli svantaggi delle batterie agli ioni di litio che dominano il mercato dei veicoli elettrici. Il litio, il nichel e il cobalto utilizzati nelle batterie agli ioni di litio sono metalli delle terre rare che si trovano solo in alcune parti del mondo. Attualmente, i veicoli elettrici rappresentano il 6% dei veicoli in circolazione e l’estrazione di questi metalli è ben avviata; immagina quando i numeri dei veicoli elettrici saliranno al 50% o all'80%. Altri svantaggi delle batterie agli ioni di litio includono quanto segue: