Veicoli elettrici e ibridi
Chi se lo ricorda il Novisimmo Melzi – Dizionario enciclopedico della lingua italiana? Proprio nessuno? Per mio nonno materno terza-elementarista (laureato all’università della vita, ça va sans dire: a nove anni fu mandato garzone in un negozio di tessuti e tra i tessuti sarebbe morto 57 anni dopo) era il libro più prezioso. Lo consultava ogni volta s’imbatteva in un tema che l’appassionava o lo impensieriva, trovandoci ogni volta quel che cercava. In quella specie di Treccani monovolume in carta giallina (o ingiallita?) del resto c’era tutto il sapere spicciolo di cui aveva bisogno l’Uomo qualunque degli Anni ’50 del 900. Quel tanto che però anche oggi basterebbe a rendere meno efferata la strage di lingua italiana e buon senso che avviene sui social. Il Novissimo Melzi non esiste più, ma quell’idea ottocentesca e quasi missionaria della distribuzione del sapere di qualità, soprattutto tecnico, non si è estinta e pervade ancora molti editori (metti Hoepli, ma non è il solo). È quel che ispira la collana ‘In Breve’ di Egaf (e tutta la casa editrice, per la verità) a alla quale Veicoli elettrici e ibridi appartiene.
INFORMAZIONE NON OPINIONE. Si tratta di un libretto divulgativo, ma assai puntuale, che prende di petto il tema dell’evoluzione della mobilità carbon-free con il preciso intento di offrire strumenti di comprensione, in maniera critica e scientifica, senza scelte di campo. Un agile manuale non tanto (bensì anche) per addetti ai lavori, ma (soprattutto) per cittadini che vogliono essere informati e aggiornati su temi cruciali come la sostenibilità e i cambiamenti dei paradigmi, non solo tecnologici, che una eco-mobilità comporta. Per prendere posizioni consapevoli come per orientarsi in una decisione aziendale o semplicemente in un acquisto personale. Le finalità del Novissimo Melzi, insomma, ma sulla scala vasta e profonda che i tempi d’oggi pretendono.
LE BASI. Il ragionamento del volumetto (144 pagine di lettura molto più agile e veloce di quanto si possa supporre) è conseguenziale e quasi didascalico, tanto che quasi ti immagini l’autore, Emanuele Biagetti, davanti alla lavagna, camice bianco da tecnico e gesso tra le mani, a spiegarti tutti i passaggi. Il primo capitolo è un capolavoro del genere. Prima di dare i dati sull’impatto ambientale dei veicoli a motore si preoccupa di dedicare cinque paragrafi per definire di cosa si sta parlando, ovvero, in successione di: atmosfera, strati dell’atmosfera, meccanismo di riscaldamento della terra, effetto serra, buco dell’ozono. Con precisi riferimenti, riportati in nota per non appesantire la lettura, al Protocollo di Kyoto, ai regolamenti e alle direttive UE. Che può sembrare il classico ragionamento ‘a prova di scemo’, ma non lo è affatto. È piuttosto un’applicazione del ‘poka-joke’, quel processo dal nome giapponese ma inventato da un italiano, che guida passo passo l’utente per evitare gli errori involontari di progettazione o, in questo caso, di comprensione e, in ultima analisi, di scelta.
PROBLEMI, SOLUZIONI E NORMATIVE. Poste le basi (della serie: signori è di questo che stiamo parlando e non di politica), i capitoli successivi si tuffano in un’analisi dettagliata, ma non estenuante, prima delle tipologie di motori, poi delle tecnologie costruttive dei veicoli elettrici, a idrogeno e ibridi. Fino al piatto forte: il tema nodale delle batterie, che già in premessa viene segnalato come ‘il problema’, al quale viene dedicato un intero capitolo nel quale si scandagliano soluzioni e ipotesi, non nascondendone limiti e difficoltà applicative. Ma l’autore non si accontenta. Con l’aiuto di disegni e schemi, che lo assistono anche nei capitoli precedenti, si butta a capofitto in altri temi che marginali non sono: l’installazione di impianti ad alimentazione alternativa sui veicoli ibridi e la revisione degli stessi. Con una valangata di riferimenti normativi, che si può anche tralasciare essendo, anche in questo caso, in nota. Che mio nonno terzoelementarista avrebbe letto, però, per vantarsene al Circolo dei Ferrovieri di viale Margherita, di cui fu presidente, anche se faceva il rappresentante di tessuti e i treni li vedeva solo passare.
Nel 1899 l’auto elettrica “Jamais Contente” supera, per la prima volta nella storia, il limite dei 100 km/h è da allora che non è risolto il problema più grande: le batterie.
Recentemente abbiamo creduto ad una svolta quanto Caterpillar Venture Capital ha investito in Fisker o meglio nella sua fantomatica batteria allo stato solido dalle potenzialità rivoluzionarie in grado di assicurare grandi autonomie in tempi di ricarica veloci.
Ci siamo illusi con la flow battery e il suo miracoloso elettrolita liquido, conservato in un serbatoio e fatto scorrere lungo gli elettrodi durante il funzionamento del Quantino di NanoFlowCell a 48 volt che utilizzerebbe un sistema bi-Ion a 2 elettroliti.
Alcuni sperano nelle batterie al Litio Zolfo con elettrolita solido di superconduttori ionici di idruro di litio e anodo metallico.
Taluni invece ritengono che l’evoluzione sia rappresentata dalle potenzialità delle batterie potassio ossigeno con il catodo della batteria che memorizza l’energia prodotta dalla reazione chimica metallo-ossigeno o metallo-aria.
Abbiamo letto del brevetto della promettente batteria australiana elettrolitica Zn-Mn, che utilizza zinco e manganese non tossici, due metalli abbondanti in Australia e un elettrolita acquoso incombustibile per produrre una batteria ad alta densità di energia.
Quindi ci siamo spaventati due volte.
La prima per i costi delle vetture elettriche, poi per il famigerato Thermal Runaway della batteria C/LiMO2 dichiarata da tutti i fisici termodinamicamente instabile negli elettroliti, ma comunque utilizzata, in quanto opera in condizioni di stabilità cinetica grazie al film protettivo SEI ed anche perché non si trova di meglio.
Poi abbiamo le promettenti batterie di IBM Research derivate da quelle dei ricercatori dell’Army Research Lab di Adelphi, nel Maryland, leggere e ad alta densità di energia che non impiegano elettroliti infiammabili, senza cobalto o nichel nella chimica. Queste batterie attualmente ad uso militare, non contengono metalli di transizione (cobalto e nichel) e utilizzano soluzioni acquose.
Siamo di fronte a una batteria agli ioni di litio acquosa, non infiammabile, che aumenta la tensione e utilizza catodi senza cobalto e senza nichel. Questa ricerca si deve a Chunsheng Wang del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare e Dipartimento di Chimica e Biochimica dell’UMD, Kang Xu e Oleg Borodin.
Saranno loro tre i prossimi premi Nobel per la Chimica?
Ovviamente l’US Army vuole mantenere il primato strategico, mentre IBM Research quello commerciale. Si accorderanno mai?
Sul fronte fuelcell abbiamo un produttore di trucks con un partner tecnologico importante come Bosch che a sua volta ha stretto un accordo con Powercell Sweden AB, che produce pile a celle a combustibile a idrogeno (fuelcell), per lo sviluppo di celle a combustibile mobili per auto e camion. Un accordo che prevede che le due aziende collaborino su celle a combustibile a membrana elettrolitica polimerica, annunciando la commercializzazione sotto licenza con Powercell, con un inizio di produzione pianificato entro il 2022.
È dal 2017 che Bosch ha avviato la partnership tecnologica con Nikola Motor per lo sviluppo di due modelli di autocarri pesanti fuelcell idrogeno-elettrico da commercializzare entro il 2021.
Siamo ancora nell’era del litio. Perché?
Vale la pena di ricordare la massima Fordista: “C’è vero progresso solo quando i vantaggi di una nuova tecnologia diventano per tutti.”