Evoluzione auto elettriche: batterie autoriparanti raddoppiano la vita dei veicoli

La ricerca scientifica sta compiendo passi significativi nello sviluppo di batterie autoriparanti, capaci di diagnosticare e correggere i danni interni. Questa innovazione potrebbe raddoppiare la vita utile dei veicoli elettrici (EV), affrontando uno dei principali ostacoli alla loro diffusione: il degrado delle batterie.

Benefici per l’ambiente e i consumatori

L’estensione della durata delle batterie contribuirà a ridurre l’impronta di carbonio degli EV, rappresentando un vantaggio sia per i consumatori che per l’ambiente. Questo lavoro si inserisce nell’iniziativa PHOENIX, finanziata dall’Unione Europea, che mira a creare batterie più durature e sostenibili. L’obiettivo è supportare la transizione del settore dei trasporti verso traguardi come l’obiettivo “emissioni zero” per le nuove auto entro il 2035 stabilito dall’Unione Europea.

Johannes Ziegler, scienziato dei materiali presso il Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Germania, sottolinea come la capacità di autoriparazione delle batterie ridurrà la necessità di nuove produzioni, con un conseguente risparmio di risorse.

Sensori avanzati per la diagnosi dei difetti

Il progetto PHOENIX, frutto della collaborazione tra scienziati da Svizzera, Germania, Belgio, Spagna e Italia, sta sviluppando un sistema di sensori interni per le batterie. Questo sistema fornirà dati più dettagliati rispetto agli attuali Battery Management Systems (BMS), che si limitano a monitorare parametri di sicurezza basilari come temperatura, voltaggio e corrente.

Yves Stauffer, ingegnere presso il Centro Svizzero di Elettronica e Microtecnologia (CSEM), spiega che i sensori del sistema PHOENIX saranno in grado di rilevare rigonfiamenti fisici, generare mappe di calore interne e identificare gas specifici, fornendo un allarme precoce su possibili danni alla batteria.

Pacchi batterie in auto EV

Meccanismi di autoriparazione

Quando il “cervello” della batteria decide che è necessaria una riparazione, si attivano meccanismi di auto-guarigione. Questi possono includere la ricomposizione della forma della batteria o l‘applicazione di calore mirato per attivare processi di autoriparazione interni, come la riforma dei legami chimici, secondo quanto spiegato da Liu Sufu, chimico delle batterie al CSEM. Un’altra tecnica in fase di studio prevede l’uso di campi magnetici per scomporre le “dendriti”, crescite metalliche che possono causare cortocircuiti.

Miglioramento delle prestazioni e sostenibilità

A marzo 2025, il progetto ha raggiunto un traguardo importante con l’invio di nuovi prototipi di sensori e attivatori ai partner per testarli su celle a sacchetto. Questa fase è cruciale per validare l’efficacia della tecnologia.

Oltre a prolungare la vita delle batterie, il progetto mira anche a migliorarne le prestazioni. L’obiettivo è sviluppare batterie di nuova generazione con una maggiore densità energetica. Il team sta esplorando l’uso del silicio negli anodi delle batterie, che può immagazzinare più energia rispetto alla grafite standard.

La tecnologia di auto-riparazione potrebbe fornire la stabilità necessaria per rendere gli anodi a base di silicio commercialmente disponibili, portando a veicoli elettrici più leggeri e con maggiore autonomia.

Questa iniziativa risponde alla crescente domanda di veicoli elettrici e potrebbe ridurre la dipendenza dell’industria da materie prime critiche come litio e nichel. I ricercatori sono consapevoli che i sensori aggiungono costi di produzione e stanno lavorando per ottimizzare la tecnologia al fine di garantirne la fattibilità economica.