Gli incendi delle auto elettriche, sebbene rari, rappresentano un problema significativo per la sicurezza e l’affidabilità di questi veicoli. La maggior parte delle auto elettriche utilizza batterie agli ioni di litio, le cui celle contengono elettroliti altamente infiammabili.
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La sfida degli incendi nelle auto elettriche
Sebbene le statistiche dimostrino che le auto elettriche non siano più soggette a incendi rispetto alle auto a combustione interna, il problema degli incendi delle batterie agli ioni di litio è reale e preoccupante. Gli elettroliti utilizzati in queste batterie sono estremamente infiammabili e possono prendere fuoco in caso di surriscaldamento eccessivo. Quando ciò accade, il fuoco può propagarsi rapidamente alle celle adiacenti, creando un ciclo pericoloso. Le celle che bruciano producono ossigeno, alimentando ulteriormente l’incendio. Questo processo continua fino a quando la temperatura è sufficientemente alta o fino a quando l’elettrolita si esaurisce, rendendo gli incendi delle auto elettriche molto difficili da domare.
Alla luce di questi rischi, un team di ricercatori della Clemson University ha intrapreso un progetto innovativo per sviluppare un elettrolita non infiammabile. Il loro obiettivo era creare un elettrolita che non solo non prendesse fuoco, ma che potesse addirittura spegnere eventuali incendi interni alla batteria.
Un elettrolita che previene gli incendi
Un elettrolita standard per batterie è costituito da un sale di litio disciolto in un solvente organico. Questo tipo di elettrolita è efficiente per la conduzione ionica, ma altamente infiammabile. I ricercatori della Clemson University hanno deciso di sperimentare con materiali presenti in comuni estintori per creare un elettrolita ignifugo. Il risultato è stato un elettrolita in grado di operare efficacemente in un intervallo di temperature che va da -75 a +80 gradi Celsius.
Durante un test di penetrazione con chiodi, una simulazione che riproduce i danni che possono innescare un incendio all’interno di una batteria, le batterie prototipali contenenti il nuovo elettrolita hanno estinto efficacemente gli incendi interni. Questo elettrolita non è solo compatibile con gli ioni di litio, ma anche con gli ioni di potassio, sodio, alluminio e zinco. Questa versatilità potrebbe permettere applicazioni in una vasta gamma di batterie, aumentando la sicurezza di molti tipi di dispositivi elettrici.
L’idea di un elettrolita non infiammabile non è completamente nuova. Tuttavia, le soluzioni precedenti contenevano spesso fluoro e fosforo, elementi costosi e potenzialmente dannosi per l’ambiente. Il team della Clemson University ha adottato un approccio diverso, concentrandosi su refrigeranti commerciali sicuri ed economici, già ampiamente utilizzati negli estintori.
Dopo vari esperimenti, il miglior candidato per l’uso nelle batterie si è rivelato essere il Novec 7300, un fluido commerciale prodotto da 3M. Questo fluido è sicuro, economico, ha una bassa tossicità, è ignifugo e non contribuisce al riscaldamento globale. Combinando il Novec 7300 con altri prodotti chimici per migliorarne la durata, i ricercatori sono riusciti a sviluppare un elettrolita che permette alla batteria di caricarsi e scaricarsi per un anno senza perdere significativamente la sua capacità.
Un aspetto cruciale del nuovo elettrolita è che possiede proprietà fisiche simili a quelle degli elettroliti comunemente usati. Questo significa che potrebbe essere integrato nelle linee di produzione esistenti senza richiedere modifiche significative, facilitando una rapida adozione da parte dei produttori di batterie.
Implicazioni future
Se questo elettrolita innovativo dovesse essere adottato su larga scala, potrebbe segnare una svolta significativa nella sicurezza delle auto elettriche. Ridurre il rischio di incendi migliorerebbe non solo la percezione pubblica della sicurezza delle auto elettriche, ma potrebbe anche portare a regolamenti più favorevoli e incentivi per l’adozione di veicoli elettrici.
Inoltre, la versatilità dell’elettrolita ignifugo potrebbe trovare applicazioni in altri settori. Dispositivi elettronici portatili, sistemi di accumulo di energia e persino attrezzature aerospaziali potrebbero beneficiare di una maggiore sicurezza contro il rischio di incendi. Questo elettrolita rappresenta un passo avanti significativo verso batterie più sicure ed efficienti, con potenziali impatti positivi sull’intero settore dell’energia.
L’adozione di questo elettrolita potrebbe anche contribuire a ridurre l’impatto ambientale delle batterie. Eliminando la necessità di componenti costosi e inquinanti come fluoro e fosforo, il processo di produzione delle batterie diventerebbe più sostenibile.
