La compagnia OneD Battery Science ha messo a punto una tecnologia chiamata Sinanode, che utilizza il silicio in processi per rendere le batterie più efficienti, con una migliore densità energetica e meno costose. Costi più ridotti quindi anche per le auto elettriche, e tempi di ricarica più rapida
Il silicio potrebbe essere la chiave per rendere le auto elettriche più convenienti. Questo tipo di mobilità da tempo sfrutta il carburo di silicio (SiC), un composto ceramico di carbone e sabbia di quarzo combinati tra di loro a temperature di ben 2.500°C. Rinvenibile nei chip, il carburo di silicio offre una minore resistenza e una migliore efficienza energetica.
Il carburo di silicio: usi e vantaggi nelle auto elettriche
Una sorta di parente del silicio, elemento alla base dell’elettronica che da decenni è parte integrante dell’umanità. Stando ai dati di Markets and Markets, la crescita della quota di mercato del SiC dovrebbe toccare i 2.113 dollari nel 2026, a fronte degli 899 milioni del 2021. Anche i veicoli elettrici contribuiscono a questa ascesa, con il carburato di silicio che offre una serie di vantaggi superiori al silicio. Ad esempio una migliore conduttività, e come abbiamo visto una maggiore efficienza in termini energetici. Nelle auto elettriche questo si traduce con prestazioni più efficienti nei sistemi e nelle ricariche, soprattutto ad alte potenze. Inoltre il SiC viene utilizzato in particolare nell’inverter, dispositivo che trasforma la corrente continua generata dalle batterie in alternata, garantendo una minor dispersione elettrica.
Certo, il SiC è più scarso rispetto al silicio, che invece è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre. Questo tende ad aumentare i costi, affrontati comunque da produttori OEM e costruttori per i vantaggi offerti dal carburo. Di recente però Tesla ha annunciato durante l’Investor Day di poter ridurre in futuro il consumo del SiC per ogni sua vettura, e questo grazie ai miglioramenti nel disegno del powertrain.
Ma il silicio potrebbe ancora offrire vantaggi: la tecnologia Sinanode
Secondo Vincent Pluvinage, amministratore delegato e co-fondatore di OneD Battery Sciences, il silicio può comunque avere la sua rivincita con le auto elettriche, anche per abbatterne i costi. La sua azienda è partita dalla considerazione della necessità di rendere più efficienti i processi produttivi nella catena di fornitura e di ottimizzare i materiali costituenti. Da qui la batteria sviluppata da OneD con anodi contenenti del silicio. Ma in maniera particolare.
Si tratta della tecnologia chiamata Sinanode, che utilizza le nanotecnologie per aggiungere una struttura a nanofili del silicio nella matrice di grafite degli anodi presente nelle celle. All’interno di esse, grazie a questa innovazione, gli elettroni sono più mobili, calano i rischi di patine sull’anodo che comprometterebbero l’efficienza della batteria che avrà invece una migliore densità energetica e di potenza, e quindi una maggiore velocità nella ricarica. Inoltre il pacco batteria diventa più piccolo, ed anche più leggero. Il tutto evitando i problemi nell’includere direttamente il silicio nell’anodo, che invece causava l’espansione e la rottura del silicio stesso, ha spiegato Pluvinage in un articolo pubblicato su Forbes.
General Motors scommette su Sinanode
Realtà come Porsche ed anche Tesla hanno seguito la strada del silicio all’interno degli anodi delle batterie dei loro veicoli. I vantaggi di Sinanode, ha fatto notare Pluvinage, potrebbero far fare un ulteriore salto di qualità a queste vetture liberando le potenzialità del silicio (che immagazzina 10 volte l’energia della grafite), anche sul fronte dei costi. I nanofili di silicio sono più a buon mercato, ha illustrato, grazie ad una maggiore densità energetica. Ciò significa un costo dell’anodo sui 3 dollari al kWh per ogni batteria, anziché i 6,50 al kWh dovuti alla grafite artificiale. E non è un caso se un importante costruttore come General Motors ha voluto aprire una linea di produzione per testare le possibilità di Sinanode nelle celle della piattaforma Ultium.
