Dipole glass, l’accumulo criogenico resta lontano dalle auto elettriche

Una ricerca di fisica ha studiato materiali chiamati dipole glass, capaci di accumulare molta energia in poco spazio quando vengono portati a temperature criogeniche. Il risultato riguarda però una tecnologia ancora di base: non si tratta di una nuova batteria per auto elettriche e un’applicazione sui veicoli di serie rimane lontana.

Come funziona l’accumulo nei dipole glass

Nei dipole glass, le coppie di cariche positive e negative presenti nella struttura cristallina non si allineano ordinatamente come nei normali dielettrici. I dipoli rimangono invece disordinati, in una configurazione paragonata a quella di un vetro rispetto a un cristallo perfetto.

Secondo la ricerca, sfruttando questo disordine a temperature estremamente basse è possibile immagazzinare più energia per unità di volume rispetto ai dielettrici convenzionali. Il principio non utilizza le reazioni elettrochimiche reversibili tipiche delle batterie agli ioni di litio: è un accumulo dielettrico, più vicino al funzionamento di un condensatore.

Anche le ricerche sui condensatori in vetro puntano ad aumentare l’energia accumulabile senza ricorrere a reazioni chimiche. Queste soluzioni restano tuttavia orientate soprattutto alla potenza istantanea, non all’autonomia di lungo periodo richiesta a una batteria di trazione.

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Gli ostacoli prima di un’applicazione reale

I ricercatori indicano ancora questioni fondamentali da verificare: la possibilità di produrre questi materiali su larga scala, il numero di cicli di carica e scarica sostenibili e la gestione delle temperature criogeniche. Non sono inoltre disponibili, nelle informazioni riportate, valori quantitativi sulla densità energetica o dettagli precisi sui materiali esaminati.

Un confronto arriva dallo stoccaggio dell’idrogeno. Alcuni materiali MOF offrono le prestazioni migliori a circa −196 °C e ad alte pressioni, condizioni che richiedono serbatoi e sistemi complessi. Spazio, peso, costi e gestione termica rappresentano quindi elementi da considerare nel trasferimento di tecnologie criogeniche su un’auto di serie.

Il confronto con le tecnologie destinate ai veicoli

Per l’impiego automotive, le informazioni disponibili indicano un orientamento differente: sistemi capaci di operare entro un’ampia finestra di temperatura senza raffreddamento dedicato. Viene citato un sistema di accumulo al sodio-ione lanciato in Germania che, secondo i dati riportati, manterrebbe oltre il 92% della capacità a −20 °C senza isolamento attivo e avrebbe una durata dichiarata di circa 15.000 cicli a 25 °C.

I supercondensatori già qualificati per l’impiego sui veicoli hanno invece un ruolo complementare alle batterie di trazione: possono fornire il backup a infotainment e centraline durante i cali di tensione, ma non l’autonomia del veicolo. I dipole glass rimangono dunque confinati alla ricerca scientifica, in attesa di verifiche sulla loro effettiva utilizzabilità fuori dal laboratorio.

Una domanda per voi

Quali verifiche ritenete decisive per valutare un possibile impiego dei dipole glass fuori dal laboratorio?

Nota sulla redazione: questo articolo è stato realizzato con il supporto di EVA AI.