Una università australiana ha messo a punto una speciale batteria litio zolfo che risolve un problema legato ai cicli di carica e scarica. E grazie a questo potrebbe rendere gli eVTOL più affidabili e migliorarne l’autonomia
I velivoli eVTOL sono ormai entrati nei processi produttivi di start-up e aziende, sia specializzate che grandi marchi che intendono investire in questo settore. Così come con le auto elettriche, però, resta la questione dell’autonomia e dell’efficienza. E che ricade sulle batterie, con le attuali agli ioni di litio che non rappresentano certo la massima vetta tecnologica. Si può fare di meglio, in termini di densità energetica (e torniamo quindi all’autonomia) che per altri aspetti come la sicurezza, l’affidabilità, le dimensioni e il peso delle stesse.
Le prospettive di sviluppo non sono ipotetiche. Pensiamo alle batterie a stato solido, salto quantico in termini di prestazioni e di durata. E che sono allo studio anche per gli eVTOL. Ma ci sono anche altre tecnologie allo studio.
La batteria litio zolfo che può far svoltare gli eVTOL
È il caso ad esempio del lavoro che da tempo stanno portando avanti i ricercatori dell’australiana Monash University. Lo scorso anno sono riusciti a produrre un prototipo particolare di batteria al litio metallico e zolfo. E che rispetto alla controparte agli ioni di litio, migliora l’autonomia e i valori di densità energetica. Ovvero la quantità di energia per unità di volume.
Le litio-zolfo, utili non solo per gli eVTOL, hanno il vantaggio di avere come elementi costitutivi a livello catodico uno dei più presenti in natura, lo zolfo appunto. E la cui estrazione è decisamente più economica e meno impattante rispetto ad altri elementi presenti nelle attuali batterie, tipo il cobalto. Inoltre, il connubio con il litio permette un buon aumento della densità energetica.
Gli studiosi della Monash University hanno fatto però un ulteriore passo in avanti. Ovvero hanno risolto il problema dei cicli di carica e scarica troppo lenti, tallone d’achille delle litio-zolfo. Questo tramite un polimero idrosolubile, il polivinilpirrolidone, come rivestimento per il litio in modo da accelerare le reazioni chimiche dentro la batteria. Quest’ultima inoltre grazie a questa innovazione è meno ingombrante e più economica da produrre.
Dal farmaco antisettico alla batteria litio zolfo che risolve un problema di quest’ultime
E la cosa curiosa è che i ricercatori si sono ispirati ad un farmaco antisettico per uso esterno, il Betadine, il cui principio attivo è costituito da una molecola di polivinilpirrolidone, ovvero lo Iodopovidone.
All’interno della batteria, che ha come catodo lo zolfo e come anodo il litio o gli ioni di litio, non si corre il rischio che avviene nelle normali litio-zolfo in cui i materiali presenti internamente si degradando nei cicli di scarica e di carica (con la formazione anche di pericolosi dendriti, che possono portare al surriscaldamento dell’accumulatore).
Il catalizzatore creato dagli scienziati della Monash University, invece, ha migliorato le prestazioni carica/scarica tramite l’inserimento sul litio di un rivestimento polimerico poroso, proteggendolo. E secondo il professor Mainak Majumder, “con la scalabilità commerciale e una maggiore produzione di celle, questa tecnologia potrebbe fornire densità di energia fino a 400 Wh/kg. Ciò la rende adatta per applicazioni che richiedono prestazioni dinamiche, come nell’aviazione”. Per capirci, la densità energetica delle attuali batterie agli ioni di litio va dai 150 ai 235 Wh/kg.
Il prossimo passo è far approdare sul mercato questa innovazione. E per questo motivo la Monash University ha lanciato una start-up, Ghove Energy, in modo da attrarre e raccogliere gli investimenti necessari.
