Una progressione verso le auto ibride ed elettriche sembra un passo naturale nell'evoluzione della tecnologia automobilistica. Gli analisti non prevedono un calo dei prezzi del petrolio e della benzina in tempi brevi, portando effettivamente le case automobilistiche a una marcia in più per trovare il modo migliore per alimentare i veicoli. Se le recenti concept car rivelate dalle principali case automobilistiche sono predittori accurati, batterie agli ioni di litio (ioni di litio) potrebbe essere quella bacchetta magica.
Prendi, ad esempio, la Chevrolet Volt . Questa è la concept car ibrida plug-in di General Motors progettata per funzionare per 40 miglia (64,3 chilometri) interamente con batterie agli ioni di litio. Dopodiché, un piccolo motore a gas subentrerà per altre 600 miglia (965 chilometri). Ciò significa che molte persone potrebbero completare il loro tragitto giornaliero senza bruciare una goccia di gas. Inoltre, l'azienda prevede di iniziare a sfornare in massa entro il 2010.
E Chevrolet non è sola nella tendenza agli ioni di litio. Jeep, Cadillac, Dodge, Land Rover, Chrysler e Saturn hanno tutte presentato in anteprima le concept car del 2008 dotate di batterie agli ioni di litio per una guida più ecologica [fonte:Mahoney].
Perché questo adulatore delle batterie agli ioni di litio in primo luogo? La Toyota Prius e due nuovi ibridi presentati dall'azienda nel giugno 2008 utilizzano una batteria al nichel-metallo idruro. Secondo gli standard EPA più recenti, la Prius ottiene un totale di 46 miglia per gallone, per non parlare del fatto che ha venduto come una torta calda. [fonte:fueleconomy.gov].
Ma in termini energetici, le batterie agli ioni di litio offrono semplicemente un pugno più potente. Le batterie agli ioni di litio immagazzinano più energia in spazi più piccoli rispetto a quelle più tradizionali al piombo-acido e al nichel-metallo-idruro. Il litio ha la maggiore densità di energia e potenziale elettrochimico di tutti i metalli, che è ciò che gli conferisce quella resistenza [fonte:Buchmann]. Anche le batterie al nichel-metallo-idruro degli ibridi su strada sono pesanti, limitando il loro potenziale, mentre le batterie agli ioni di litio possono aumentare la velocità senza appesantire l'auto. Grazie a questa proprietà, puoi trovarne versioni più piccole in molti prodotti di elettronica di consumo, come laptop, telefoni cellulari e iPod.
Ma ci sono alcuni ostacoli sulla strada affinché le batterie agli ioni di litio diventino la benzina di domani, vale a dire sicurezza, costi e longevità. Esamineremo i problemi di sicurezza nella pagina successiva.
Ricordi quando i laptop stavano prendendo fuoco nel 2006? Era la batteria agli ioni di litio.
Le esplosioni casuali dovute al surriscaldamento non erano un problema diffuso, ma tuttavia, il produttore di batterie agli ioni di litio Sony, che è uscito con la prima batteria agli ioni di litio commercializzata nel 1991, ha dovuto richiamare più di 6 milioni di computer a causa di ciò [fonte:Lamb ].
Nei due anni successivi, la batteria agli ioni di litio non ha recuperato completamente la sua reputazione di sicurezza. Ora puoi capire perché metterlo all'interno di un'auto rende alcune persone un po' ansiose.
Perché c'è una possibilità di esplosione? Le batterie agli ioni di litio funzionano separando i lati positivo e negativo da uno strato sottile, chiamato elettrolita . L'elettrolita è perforato per consentire agli ioni di litio di passare da un lato all'altro della camera, generando così una corrente. Minuscoli frammenti di metallo risultanti dal processo di produzione possono potenzialmente rimanere bloccati in quelle perforazioni, impedendo agli ioni di fluire liberamente. La pressione e il calore possono quindi accumularsi, provocando un'esplosione. Inoltre, consentire agli ioni di muoversi troppo velocemente può portare anche al surriscaldamento.
Allora, come si comporta la Tesla Roadster completamente elettrica riuscire a mettere in valigia 6.831 batterie agli ioni di litio sotto il cofano senza rischiare un grave esplosione? Il sistema di accumulo di energia della Tesla che spinge l'auto è dotato di un sistema di raffreddamento, che assicura che le batterie non si surriscaldino. Regola anche la velocità del flusso di ioni per evitare che si ricarichino o si scarichino troppo rapidamente.
Poiché le case automobilistiche e gli scienziati hanno compreso l'ampio potenziale delle batterie agli ioni di litio, hanno investito tempo e denaro nella ricerca di modi per ridurre eventuali rischi per la sicurezza. Ad esempio, nanotecnologia , lo studio degli atomi e delle nanostrutture, potrebbe essere in grado di prevenire quelle pericolose esplosioni. I nuovi nanomateriali, come il nanofosfato, non sono inclini a cortocircuitare come la grafite, il tradizionale elettrolita agli ioni di litio [fonte:Peter].
E parlando di tempo e denaro, prima che le batterie agli ioni di litio facciano il loro grande ingresso nel mondo automobilistico di consumo, devono essere più economiche e durare più a lungo. Scopri perché e come nella prossima pagina.
Auto elettriche di una voltaLa spinta odierna verso le auto elettriche è più una rinascita che una rivoluzione. In effetti, le carrozze elettriche esistevano all'inizio del 1800, molto prima del motore a combustione interna. Ai nostri tempi, sia Toyota che General Motors hanno prodotto modelli di auto elettriche alla fine degli anni '90 che alla fine hanno ritirato dalla produzione.
GM EV-1:General Motors ha rilasciato un piccolo numero di queste berline elettriche nel 1996, ma solo per il noleggio. Ha ritirato tutti i modelli nel 2003 dopo aver speso 1 miliardo di dollari per lo sviluppo [fonte:CBS News]. La rivista TIME l'ha anche nominata una delle "50 peggiori auto di tutti i tempi" a causa della sua gamma limitata e delle elevate spese di produzione [fonte:TIME].
Toyota RAV4-EV:la versione elettrica del familiare SUV RAV. Come l'EV-1, Toyota ha smesso di produrre questo modello nel 2003. Secondo la società, ha inscatolato l'auto a causa delle vendite lente e dell'impraticabilità della sua batteria a consumo energetico che costava di più da sostituire rispetto all'intero veicolo [fonte:Toyota] .
Leggi di più>
La Tesla Roadster può percorrere l'equivalente di 256 miglia per gallone. Basta collegarlo durante la notte e puoi salire fino a 250 miglia (402 chilometri) senza fermarti alla stazione di servizio. Ma c'è un problema:un modello del 2009 viene venduto al dettaglio per più di $ 100.000.
Parte di quel prezzo elevato è il design elegante e sportivo dell'auto, i servizi e la potenza per passare da zero a 60 miglia orarie in meno di quattro secondi, un'accelerazione che si colloca tra le auto sportive a benzina con le migliori prestazioni. Ma quel potere non costa poco. In effetti, le batterie agli ioni di litio sono da quattro a cinque volte più costose di quelle al nichel-metallo idruro [fonte:Popely]. Poiché i pacchetti compatibili con le auto possono costare tra $ 10.000 e $ 15.000 ciascuno, trovare un'alternativa più economica sarà un grosso ostacolo per le case automobilistiche che vogliono commercializzarli [fonte:Popely].
C'è anche un problema con la durata della batteria. Come le batterie AA che inserisci nel telecomando della TV, le batterie agli ioni di litio alla fine si esauriscono. Anche se non li stai usando, inizieranno a degradarsi non appena saranno realizzati. Puoi ricaricarli, ma solo un numero limitato di volte. È come cercare di riempire una brocca d'acqua con un minuscolo foro che diventa sempre più grande ad ogni utilizzo.
Misuriamo la longevità della batteria in cicli di vita o il numero di volte in cui è possibile scaricarla, caricarla e riutilizzarla. Con le batterie agli ioni di litio, partire da una batteria completamente carica al 100% ti darà una vita del ciclo individuale più lunga, ma ridurrà il numero totale di cicli che otterrai da essa. Per questo motivo, la Tesla Roadster non ti consente di ricaricare più del 95 percento della potenza originale o di lasciarla scaricare a meno del 2 percento [fonte:Eberhard e Straubel]. Inoltre, l'azienda prevede che il pacco batteria duri 100.000 miglia, o cinque anni. A quel punto, dovresti sostituire la batteria.
Come per il problema della sicurezza, i ricercatori stanno cercando un'alternativa al litio più duratura. E ancora una volta, la nanotecnologia sembra essere in testa al gruppo di potenziali soluzioni. Una società, Altair Nanotechnologies, ha annunciato nel 2006 di aver trovato un nuovo materiale che sarebbe sopravvissuto di gran lunga alle batterie agli ioni di litio e si sarebbe ricaricato più velocemente allo stesso prezzo, chiamato titanato di litio [fonte:Bullis]. L'azienda automobilistica canadese Phoenix Motorcars sta utilizzando batterie al litio titanato nella sua linea di auto elettriche con un'autonomia di oltre 100 miglia.
Toshiba ha anche realizzato una batteria agli ioni di litio a ricarica rapida inizialmente per biciclette e veicoli da costruzione che alla fine vuole testare sulle auto [fonte:MSNBC]. Nel giugno 2008, Toyota ha anche pubblicizzato i piani per unire le forze con l'azienda che produce le sue attuali batterie ibride per sviluppare batterie agli ioni di litio entro il 2009 [fonte:Kim].
Con così tanta energia destinata allo sviluppo delle batterie agli ioni di litio, c'è una forte possibilità che possano alimentare le nostre auto nel prossimo futuro. Per maggiori informazioni sulle auto di domani e relative informazioni, visita i link nella pagina successiva.
