Un’équipe di scienziati del Penn State Materials Research Institute ha sviluppato un nuovo materiale polimerico dielettrico destinato a migliorare e a semplificare lo stoccaggio dell’energia nelle auto elettriche e nei veicoli ibridi.

La scoperta è stato illustrata sulla rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Il nuovo materiale presenta un’alta densità energetica, garantisce una potenza maggiore e riesce a mantenere un livello elevato di efficienza anche dopo migliaia di cicli completi di ricarica.

Le eccellenti proprietà del materiale si devono a una struttura tridimensionale simile a un sandwich che protegge dalla ripartizione dielettrica il campo energetico del composito ceramico-polimerico.

Qing Wang, docente di scienza dei materiali e ingegneria che ha coordinato lo studio, ha spiegato che i polimeri sono materiali ideali per l’accumulo dell’energia perché sono leggeri, facilmente scalabili e resistenti:

Ciononostante i polimeri utilizzati oggi nei veicoli elettrici e ibridi, noti come BOPP, non riescono a resistere a lungo a temperature elevate senza l’aggiunta di sistemi di raffreddamento costosi e voluminosi. Questo punto debole della tecnologia fa lievitare il peso e il costo delle auto elettriche e ibride.

I ricercatori hanno risolto il problema utilizzando diversi materiali per comporre una struttura a sandwich tridimensionale in cui gli strati esterni bloccano l’iniezione di cariche dagli elettrodi. Per aumentare la densità energetica e la potenza nello strato centrale a base di titanato di bario è stato inserito il materiale polimerico.

Gli strati esterni composti da nitruro di boro si sono rivelati degli isolanti eccellenti. Il materiale è riuscito a resistere per 24 ore all’esposizione ad alte temperature, fino a 150°C, e a oltre 30 mila cicli completi di ricarica senza mostrare segni di degradazione. Il materiale occupa meno spazio sul veicolo, garantisce prestazioni migliori e vanta una maggiore stabilità rispetto ai comuni BOPP.

Il prossimo passo dei ricercatori sarà determinare i costi di produzione del materiale su scala industriale e trovare dei partner commerciali interessati a sviluppare la nuova tecnologia.

25 agosto 2016
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I vostri commenti
gianluca, mercoledì 28 settembre 2016 alle16:49 ha scritto: rispondi »

viva l'elettrico, prima arrivano le auto elettriche meglio sarà per il genero umano, milioni di morti nel mondo in meno per colpa dell'inquinamento dei gas d'auto.

NICOLA SPANO', lunedì 12 settembre 2016 alle20:55 ha scritto: rispondi »

Forse non tutti sanno che i comuni BOPP sono polimeri trasparenti e sottili usati anche per confezionare le merendine. La sigla BOPP significa PoliPropilene Bi Orientato. Le fibre del polimero sono orientate in due direzioni perpendicolari tra loro per rendere il polimero più resistente. Tuttavia è sempre un polimero organico e pertanto non è resistente a temperature superiori a 150 gradi sopra i quali degrada. Il materiale che potrebbe sostituire il contenitore esterno delle batterie fatto in BOPP potrebbe essere un polimero inorganico non contenente carbonio come il nitruro di boro di formula BN. Non è un polimero di concezione recente tuttavia le sue capacità di resistenza all'attrito ed al calore e contemporaneamente isolante lo hanno reso famoso nella tecnologia meccanica, chiaramente i ricercatori elettrochimici hanno utilizzato tali caratteristiche di resistenza termica e di isolamento elettrico nella costruzione delle batterie di nuova generazione come batterie al litio ed ad alluminio.

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