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Auto elettriche: nuovo materiale migliora prestazioni batterie

Auto elettriche: nuovo materiale migliora prestazioni batterie

Fonte immagine: Wang Lab/Penn State

Un'équipe di scienziati americani ha sviluppato un nuovo materiale polimerico dielettrico efficiente e resistente alle alte temperature.

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.

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